2018—2019学年高中物理沪科版选修3-42.5多普勒效应（学案 自我小测 共2份）

多普勒效应 【学习目的】 1、知道波源的频率和观察者接受到的频率的区别 2、知道什么是多普勒效应 3、了解多普勒效应的一些应用 【学习重点】 多普勒效应及其产生的原因 【学习难点】 波面的概念、波源的频率和观察者接受到的频率的区别 【教学过程】 1、学生答问：波的叠加遵从的基本原理是什么？波的干涉的必要条件是什么？干涉图样的特征是什么？ 2、在谈波的传播时，我们已经知道，频率是有波源决定的、波速是由界质决定的，波长则由频率和波速共同决定。也就是说，波源的振动频率确定后，波的频率就会固定不变，在同一界质中它的波长也不会改变。 这种情况是不是绝对的呢？今天，我们就来看一看波在传播时的一种特殊现象——— 一、多普勒效应 素材展示：播放视频“火车进站和出站”… 学生观察：火车进站时汽笛的声调和出站时声调的高低比较。 学生思考：火车汽笛本身的发音是否变化（回忆：作为乘客坐在火车上的人，感受汽笛的声调发生变化吗？） 分析：坐在火车上的乘客感到汽笛声未变，是因为声源相对听者是静止的，路旁的人感到汽笛声调发生变化，是因为声源相对听者是运动的。而当声调发生变化时，根据我们的物理常识可以判断，应该是声音的频率发生了变化。我们这种因为波源和观察者之间有相对运动而使观察者感到波的频率发生变化的现象称为——— 多普勒效应：波源相对观察者发生运动时，观察者感到波的频率发生改变。 学生列举：多普勒效应的事例补充… 过渡：形成多普勒效应的原因是什么呢？ 二、多普勒效应分析 做分析之前，我们需要介绍几个新的名词——— 1、名词介绍 a、完全波和波面 完全波：一个波长的波可以称为完全波。 波面：也称波阵面。从波源发出的振动，在传播过程中，在界质中振动相位相同的点组成的面。 b、波源的频率和观察者接受到的频率 波源的频率：单位时间内，波源发出的完全波的个数。 观察者接受到的频率：观察者在单位时间内接受到的完全波的个数。 2、多普勒效应分析 板图以及板图说明（一根实线表示一个完全波的波面）… 分析：a、当波源相对观察者不动时… b、当波源相对观察者运动时 ①波源不动，观察者向波源运动。分析教材图10-29。说明：波长未变，观察者“提前”接受到了波源发出的波，接受到的频率大于波源频率。 *计算：设波源频率为f ，波速为v ，观察者运动速度为u ，则观察者接受到的频率f′为多少？ 解：在时间t内，波源发波ft个， 观察者接受的波的个数为 ft + = ft + 答：f′= f 说明：如果u的方向不是正对声源… 学生定性解释“观察者相对声源远离”的多普勒效应… ②观察者不动，波源向观察者运动。分析教材图10-30。说明：波面被“压缩”，波长变短，波速未变，致使接受到的频率大于波源频率。 *计算：设波源频率为f ，波速为v ，波源运动速度为u ，则观察者接受到的频率f′为多少？ 解：在时间t内，波源发波ft个， “新波长”λ′= =λ- 然后f′= 答：f′= f 说明：如果u的方向不是正对声源… 说明：两类多普勒效应不能用运动的相对性简单地解释成一种，应分开分析。 学生定性解释“声源远离观察者”的多普勒效应… 四、小结 本节我们学习了多普勒效应，并对多普勒效应作了定性和定量地解释，我们需要掌握的时定性分析。 多普勒效应是波在传播时的一种特殊现象，不仅机械波有多普勒效应，电磁波也有。 五、作业布置 阅读教材； 《优化设计》P50第1、2、3、4题，做在书上。 【板书设计】 注意“教学过程”的灰色部分，即是板书计划。 【教后感】 去年就遇到高三学生问多普勒效应的定量计算问题，由于没有思想准备，解说时出了错：把两类“效应”用运动的相对性“一次性”解释。当时学生就提出了质疑，自己也感到不对劲，但后来竟没有深入去研究它。 大学的知识，十 ... ...