高中物理多普勒效应教案

选修3-4第十二章第7节多普勒效应 学案

一、预习目标

预习课本上的演示实验，从感性上认识一下多普勒效应。

二、预习内容

1)蜂鸣器静止,学生听声音有无变化;

2)两个学生分别站在教室前后,手中牵一根绳,让发生器在绳上快速运动,其他学生注意听声音有无变化.

3）生活中有无类似的现象？

学生举例：行驶中的汽车鸣笛；火车鸣笛进站；飞机起飞等

4）音调的高低由什么决定?

答案：

1）静止时，听不到声音的变化；

2）发生器靠近时，声音变得尖锐(音调变高)；发生器远离时，声音变得低沉(音调变低).

3）学生举例：行驶中的汽车鸣笛；火车鸣笛进站；飞机起飞等

4）音调的高低由声源频率的决定，频率越高，音调越高。

三、提出疑惑

同学们，通过你的自主学习，你还有哪些疑惑，请把它填在下面的表格中

疑惑点 疑惑内容

课内探究学案

一、学习目标

（1）．知道波源的频率与观察者接收到的频率的区别．

（2）．知道什么是多普勒效应，知道它是波源与观察者之间有相对运动时产生的现象。

（3）．了解多普勒效应的一些应用．

二、学习过程

探究（一）多普勒效应成因分析

【问题】（一）多普勒效应是生活中常见的一种现象，在平时我们也观察到了这种现象，那么大家有无想过，为什么会产生多普勒效应，在产生多普勒现象时有无可以遵循的物理规律存在？

【问题】（二）在多普勒效应中，观察者感受到声音的频率发生了变化，那么，人耳听到的声音的频率与声源的频率相同吗？

答案：声源的频率：声源完成一次全振动，向外发出一个波长的波，频率表示单位时间内完成的全振动的次数．因此波源的频率等于单位时间内波源发出的完全波的个数；

观察者的接受到的频率：单位时间接收到的`完全波的个数的。

【问题】（三）多普勒效应是由于波源和观察者之间有相对运动产生的，那么波源的频率和观察者的频率二者与运动有什么关系？

答案： 实际的多普勒效应比较复杂，我们只研究最简单的现象，即当波源和观察者在同一条直线上的相对运动时的情况。

【问题】（四）那么在同一条直线上观察者和波源的运动情况可能有哪些？下面我们就通过研究这几种情况下的普勒效应来探究其成因。

学生分组讨论都有捏些情况：

观察课件得出结论：

1．当波源S和观察者A都相对介质都静止，即二者没有相对运动时：

从声波传到观察者计时，假设波源频率为20Hz，即波源每秒发出20个完全波，这20个完全波通过观察者的时间为1S，即观察者每秒接收20个完全波，

结论： 。

2．当波源S相对介质不动，观察者A相对介质运动时：

①波源相对介质不动，观察者靠近波源运动时；

情景同前，假设观察者在1s内由A运动到B点，则波源在1s内发出完全波的个数仍为20个不变，但观察者在1s内接收到的完全波的个数增多1个，为21个。

结论： 。

②波源相对介质不动，观察者远离波源运动时；如1s观察者从A点运动到C点，波源频率不变，观察者接受到19个完全波，观察者单位时间内接收到的完全波的个数减少。

结论： 。

3．观察者A相对介质不动，波源S相对介质运动。（即实验演示的情景）

请学生分析原因。

【课件展示】

【实验验证】水波的多普勒效应。

【结论】：

。

答案：当波源与观察者有相对运动时，如果二者相互接近，观察者接收到的频率增大；如果二者远离，观察者接收到的频率减小．

【注意】在多普勒效应中，波源的频率是不改变的，只是由于波源和观察者之间有相对运动，观察者感到频率发生了变化．

探究（二）多普勒效应的应用

【问题】请举出你所知道的生活中有关多普勒效应的应用有哪些？（学生自我解决）

1．（定量）根据汽笛声判断火车的运动方向和快慢，以炮弹飞行的尖叫声判断炮弹的飞行方向等．

2．测速：例如，交警用的雷达测速仪、用光的多普勒效应测天体的速度、多普勒水流测速仪。

3．彩超：医生向人体内发射频率已知的超声波，超声波被血管中的血流反射后又被仪器接收，测出反射波的频率变化，就能知道血流的速度．这种方法俗称“彩超”，可以检查心脏、大脑和眼底血管的病变．

4．光波的多普勒效应：

【视频展示】光波与声波的不同之处在于,光波频率的变化使人感觉到是颜色的变化. 如果恒星远离我们而去,则光的谱线就向红光方向移动，称为红移；如果恒星朝向我们运动，光的谱线就向紫光方向移动，称为蓝移。

“红移现象”是宇宙大爆炸理论的一个有力证据。

探究（三）学生思考总结

(四)当堂检测

1．关于多普勒效应，下列说法正确的是（ ）

A．多普勒效应是由于波的干涉引起的

B．多普勒效应说明波源的频率发生改变

C．多普勒效应是由于波源与观察者之间有相对运动而产生的

D．只有声波可以产生多普勒效应

2．当火车进站鸣笛时，我们在车站听到的声调（ ）

A．变低

B．不变

C．变高

D．不知声速和火车车速，不能判断

3．由于波源和观察者之间有，使观察者感到频率发生变化的现象，叫做多普勒效应．

4．当波源与观察者有相对运动时，如果两者相互接近，观察者接收到的频率将_______波源频率；如果两者远离，观察者接收到的频率将_____被源频率（填“大于”“等于”或“小于”）

参考答案

1．C 2．C 3．相对运动 4大于 小于