一、教學目標
1.通過試驗、多媒體技術(shù)的展示,使學生知道什么是多普勒效應這種現(xiàn)象。
2.通過多媒體技術(shù)的展示,定性了解多普勒效應的成因。
3.了解多普勒效應的一些應用,并能夠運用多普勒效應解釋一些簡單的現(xiàn)象,并能夠做簡單的定量計算。
二、重點難點
重點:多普勒效應產(chǎn)生的原因。
難點:對多普勒效應的解釋。
三、 教學過程:
事先發(fā)學生用分析表(見教學素材之學生用表)
引入課題:
1.【演示清華同方課件:多普勒效應】視頻:火車的鳴叫。
當火車向你駛來時,路邊的觀察者感覺音調(diào)變高;當火車離你遠去時,感覺音調(diào)變低。
2.實驗:
第一步:打開蜂鳴器,復習一下聲音的三要素:聲強——振幅 ,聲調(diào)——頻率(音調(diào)由頻率決定,頻率高音調(diào)高;頻率低音調(diào)低),音色——聲音的特色。
第二步:把蜂鳴器緩慢放在不同的位置,使學生感受一下聲強并沒有什么變化。
第三步:快速移動蜂鳴器,使學生感受一下音調(diào)的變化。
3.學生聽民航客機和軍事飛機的聲音。
引出多普勒效應的定義:
一、多普勒效應的定義:由于波源和觀察者之間有相對運動,使觀察者感到頻率變化的現(xiàn)象叫做多普勒效應。
簡單介紹多普勒
二、多普勒效應的成因:
鋪墊:1.觀察水波發(fā)出的波形:使學生形象得到波的傳播過程,了解波的傳播的特點。
2.講述波源和觀察者都靜止時:觀察者接收到的頻率等于波源的頻率。
fS=fR=λ/υ邊分析邊指導學生填寫表格(見學生用表)。
為什么會出現(xiàn)使觀察者接收到的頻率和波源的頻率不同的現(xiàn)象呢?
。1)波源不動,觀察者運動。
【PPT】進行理論分析
* 朝波源運動:觀察者在單位時間內(nèi)接收到的完全波的個數(shù)增多,即接收到的頻率增大。
指導學生分析得出,定量計算公式:fR=(u+υ)/λ=(1+υ/u)fS 學生填寫在學生用的表格上。
【演示清華同方課件:多普勒效應】——汽車和小人部分,使學生得到感性認識
* 遠離波源運動時:觀察者在單位時間內(nèi)接收到的完全波的個數(shù)減少,即接收到的頻率減小
【演示清華同方課件:多普勒效應】——汽車和小人部分。使學生得到感性認識。
。2)* 觀察者不動,波源運動【演示清華同方課件:多普勒效應】
【演示清華同方課件:多普勒效應】(變化部分)
波從波源發(fā)出,在均勻介質(zhì)中以球面波的形式傳播,球心為波源的位置。
* 朝觀察者運動時:如圖波源向右運動,相當于波面的球心向右運動,所以波源右邊的波面變得密集,左邊的波面變得稀疏,也就是說波源右邊的波長變短,左邊的變長,因為波在介質(zhì)中的傳播速度不變,所以觀察者在單位時間內(nèi)接收到的完全波的個數(shù)增多,即接收到的頻率增大。
強調(diào):在多普勒效應中,波源的頻率是不改變的,只是由于波源和觀察者之間有相對運動,觀察者接收到頻率發(fā)生了變化。
* 遠離觀察者運動時反之
【演示水波實驗】:利用水波干涉衍射演示儀器,直接觀察波長的變化。
再進行定量的公式分析,學生填寫在學生用的表格上。
【演示清華同方課件:多普勒效應】——汽車和小人部分。使學生得到感性認識
練習題:
1.(2006年全國理綜II第16題)頻率一定的聲源在空氣中向著靜止的接收器勻速運動。以u表示聲源的速度,V表示聲波的速度(u<V),f表示接收器接收到的頻率。若u增大,則
A.f增大,V增大 B.f增大,V不變
C.f不變,V增大 D.f減少,V不變
2.例題:蜂鳴器的頻率是1500HZ,手向前的移動速度約是330m/s,觀察者接受到的頻率是多少?
小結(jié):當波源與觀察者有相對運動時,如果二者相互接近,觀察者接收到的頻率增大;如果二者遠離,觀察者接收到的頻率減小。
但是觀察者運動使 接收頻率變化的本質(zhì)是使觀察者感到波速的改變,但是波源運動使頻率變化的本質(zhì)是接收波長的改變。
多普勒效應是波動過程共有的特征,不僅機械波,電磁波和光波也會發(fā)生多普勒效應。
三、多普勒效應的應用
【演示清華同方課件:多普勒效應】——應用部分和【PPT】展示各種當代應用圖片。
|