第三章 机械波 物理选择性必修第一册 ?人教版2019 第五节 多普勒效应 学习目标 01 02 03 04 物理观念 按照学生的认知规律，设计力求落实新课标的理念，从实验现象激发学生兴趣引出课题，使学生感受奇妙的物理现象。 科学思维 探究完多普勒效应中观察音调高低的问题后，前后照应让学生解决引入实验的问题，最后回归生活。 科学探究 让学生知道多普勒效应在生活中的应用，提供了一些具体的学生易于理解的案例，巩固和深化了多普勒效应产生的原因，让学生感受物理学研究的成就，培养学生的科学素养。 科学态度与责任 让学生知道多普勒效应在生活中的应用。 重点难点 教学重点 教学难点 理解多普勒效应现象的产生原因。 波源与观察者发生相对运动时，观察者接收到的频率变化的分析。 仔细听，注意除音量大小以外的变化 课堂引入 多普勒效应 01 现象：当火车向你驶来时，感觉音调变高；当火车离你远去时，感觉音调变低。（音调由频率决定，频率高音调高；频率低音调低） 即：当波源和观察者之间有相对运动时，观察者会感到频率发生变化的现象，叫多普勒效应. 多普勒效应 1842年，奥地利物理学家多普勒带着女儿在铁道旁散步时就注意到了上面描述的现象。 生活实例 思考：为什么会出现这样的现象？ 单位时间内观察者数得的人数与实际通过的人数相同。 单位时间内观察者数得的人数变多。 单位时间内观察者数得的人数变少。 多普勒效应 实验演示： 多普勒效应 设波源频率为 f ， 观察者接收到的频率为 fˊ。 1.当波源和观察者相对静止时 多普勒效应的解释: S A 多普勒效应 2.波源和观察者之间有相对运动时 (1)观察者朝波源运动时 B A S (2)观察者远离波源运动时 B A S 多普勒效应的解释: 多普勒效应 3.观察者不动 (1)波源向着观察者运动时 (2)波源远离观察者运动时 多普勒效应的解释: 多普勒效应 生活中的多普勒效应 运动和频率的关系 波源的运动情况 观察者运动情况 频率的关系 波源静止 观察者静止 观察者接收频率 波源的频率 波源静止 观察者朝着波源运动 波源静止 观察者远离波源运动 波源朝着观察者运动 观察者静止 波源远离观察者运动 观察者静止 等于 大于 大于 小于 小于 总之，当波源与观察者有相对运动时： (1)如果二者相互接近，观察者接收到的频率大于实际频率； (2)如果二者相互远离，观察者接收到的频率小于实际频率。 多普勒效应的应用 02 测速仪 交警向行驶中的车辆发出频率已知的超声波，同时测量反射波的频率，根据反射波频率的变化的多少就能知道车辆的速度。 多普勒效应的应用 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。测出反射波的频率的变化就能知道血流的速度。可以检测肝、脑、眼底血管的病变。 彩超 测量其它星系向着还是远离地球运动的速率 理论和实验都证明，光波或电磁波都有多普勒效应，多普勒效应在科学技术中也有着广泛的应用。宇宙中的星球都在不停地运动。测量星球上某些元素发出的光波的频率，然后与地球上这些元素静止时发光的频率对照，就可以算出星球靠近或远离我们的速度。 哈勃望远镜 拍摄星系 多普勒效应的应用 军事应用：脉冲多普勒雷达，多谱勒导航仪 中国的歼20第五代隐身战机 中国的武直19武装直升机 多普勒效应的应用 多普勒效应的应用 北斗导航 天眼利用多普勒效应观察其他星系 多普勒效应的应用拓展 03 2.波源不动，观察者以速度u相对介质运动。 1.观察者与波源都静止，波速为v0： a.观察者朝向波源运动 b.观察者远离波源运动 = fˊ f ˊ=????0+uλ ? f ˊ= ????0?uλ ? 观察者运动时感受到的波速发生变化。 f = ????0λ ? = ????0+u????0f ? = ????0?u????0f ? 接收的频率增大 接收的频率减小 多普勒效应的应用拓展 ????0(????0?????)???? ? f ˊ= ... ...
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