设为首页
加入收藏
当前位置:第八节 多普勒效应
作者：未知来源：中央电教馆时间：2006/4/5 10:03:01阅读：nyq
字号：小|大
教学设计示例（一）
一、教学目标
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，知道它是在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、重点难点
重点：多普勒效应及产生的原因．
难点：对多普勒效应的解释．
三、教与学
教学过程：
我们在前面的讨论中，波源和观察者都是相对介质静止的，波源的频率和观察者感觉到的频率是相同的，若波源或观察者或它们两者均相对介质运动，则视察者感觉到的频率f和波源的真实频率f一般并不相同，这种现象称为多普勒效应．火车入站，笛声较高，火车出站，笛声较低，就是这种现象．
（一）多普勒效应
【演示】制作的课件：听行驶中火车的汽笛声
1．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）．
2．多普勒效应：由于波源和观察者之间有相对运动，使观察者感到频率变化的现象叫做多普勒效应．
3．多普勒效应的成因：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，而观察者听到的声音的音调，是由观察者接收到的频率，即单位时间接收到的完全波的个数决定的．
【演示】制作的课件：波源和观察者间的相对运动跟观察者间接收到的频率关系．
（1）当波源和观察者相对介质都静止不动．即二者没有相对运动时：
单位时间内波源发出几个完全波，观察者在单位时间内就接收到几个完全波．观察者接收到的频率等于波源的频率．
（2）当波源和观察者有相对运动时，观察者接收到的频率会改变．
①波源相对介质不动，观察者朝波源运动时（或观察者不动，波源朝观察者运动时）观察者在单位时间内接收到的完全波的个数增多，即接收到的频率增大．
②波源相对介质不动，观察者远离波源运动时（或观察者不动，波源远离观察者运动时）观察者在单位时间内接收到的完全波的个数减少，即接收到的频率减小．
总之：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．
4．多普勒效应是波动过程共有的特征，不仅机械波，电磁波和光波也会发生多普勒效应．
（二）多普勒效应的应用
1．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．红移现象：在20世纪初，科学家们发现许多星系的谱线有“红移现象”，所谓“红移现象”，就是整个光谱结构向光谱红色的一端偏移，这种现象可以用多普勒效应加以解释：由于星系远离我们运动，接收到的星光的频率变小，谱线就向频率变小（即波长变大）的红端移动．科学家从红移的大小还可以算出这种远离运动的速度．这种现象，是证明宇宙在膨胀的一个有力证据．
【小结】多普勒效应是指由于波源和观察者之间有相对运动，使观察者感到频率发生变化的现象，它是奥地利物理学家多普勒在1842年发现的．
【作业】课本P25习题A组1～3
四、课堂跟踪反馈
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
教学设计示例（二）
教学目标：
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，知道它是在波源和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.
教学重点：
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，知道它是在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.
教学难点：波源的频率与观察者接收到的频率的区别.
教学方法：讲练法、阅读法、分析法.
教学用具：投影仪、投影片、录像带.
教学过程
一、引入
［放录像］火车在进站和出站时拉响汽笛的过程.
注意提醒学生听进站和出站时笛声的区别.
［学生叙述听到的声音情况］火车进站向你驶来时，音调变高；火车出站驶离你时，音调变低.
［教师］同是汽笛发声，为什么会产生两种不同的现象呢？本节课我们就来研究这种现象.
［板书］多普勒效应
二、新课教学
(一)多普勒效应
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．
这一效应是奥地利物理学家多普勒在1842年首先发现的，所以称为多普勒效应．
多普勒效应是在波源与观察者之间有相对运动时产生的现象.
(二)多普勒效应的解释
1. 波源的频率与观察者接收到的频率
⑴波源的频率等于单位时间内波源发出的完全波的个数．这时因为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．
⑵观察者接收到的频率等于观察者在单位时间内接收到的完全波的个数．
2．多普勒效应的产生
⑴当波源和观察者相对于介质都不动时，观察者接收到波的频率等于波源的频率．
⑵波源相对于介质不动，当观察者朝着波源运动时，观察者接收到的频率增大；当观察者远离波源时，观察者接收到的频率减小．当观察者的速度与波速相等时接收不到波，此时接收到的频率变为零．
⑶观察者相对于介质不动，当波源接近观察者时，观察者接收到的频率增大；波源远离观察者时，观察者接收到的频率减小．
小结并板书：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．
强调：在多普勒效应中，波源的频率是不变的，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．
3．用CAI课件分别展示观察者远离波源，靠近波源的情况.
(三)多普勒效应的应用
1.［教师讲］
不仅是机械波，以后要学到的电磁波和光波，也会发生多普勒效应.
板书：多普勒效应是波动过程共有的特征.
2.［学生阅读课文最后一段］
3.学生总结多普勒效应的应用：
①有经验的铁路工人可以从火车的汽笛声判断火车的运动方向和快慢.
②有经验的战士可以从炮弹飞行时的尖叫声判断飞行的炮弹是接近还是远去.
③交通警察向行进中的汽车发射一个已知频率的电磁波，波被运动的汽车反射回来时，接收到的频率发生变化，由此可指示汽车的速度.
④由地球上接收到遥远天体发出的光波的频率可以判断遥远天体相对于地球的运动速度.
三、小结
用投影片出示小结思考题：
1.叙述波源的频率和观察者接收到的频率的区别.
2.什么是多普勒效应？
3.举例说明多普勒效应的应用.
四、板书设计
五、作业：阅读课文内容.