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多普勒效应教案

八、多普勒效应教案 多普勒效应 教学目的 1.了解多普勒效应这种现象. 2.能运用多普勒效应解释一些物理现象. 教具 计算机模拟. 教学过程 ●引入新课 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, 则观察者感觉到的频率 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. ●进行新课 【板书】 第八节 多普勒效应 一、多普勒效应. 为了便于研究,我们可分三种情况来讨论多普勒效应.设波速为 v,观察 者运动速度为 v 人,波源运动速度为 v 源,均以介质为参照系. 【板书】 二、多普勒效应成因. 【板书】 设波速 v=100m/s, 波源频率 f=100 Hz, 则周期 T=0.01s, λ=vT=1m. 在 = 波源, 观察者若相对介质静止时, 则在 t=1s 里有 100 个波传到观察者 A 位置(因 为在一个周期内波向前传一个波长),观察者感觉到的频率与波源频率相同. 当波源不动,观察者以 v 人=10m/s 的速度向波源运动,则在 t=1s 里, 观察者从 A 到 B 位置.(课本图 10-36)感受到的波为:n=(v+v 人)t=(100 = +10)×1=110 个,这样观察者感受到的频率(f'=110Hz)就比波源的频率(f= = 100Hz)要高.如果观察者是远离波源运动,则在 t= 1s 里,观察者从 A 到 C 位置,感受到的波的个数为:h=(v-v 人)t=(100-10)×1=90 个,这样观察者 = 感受到的频率(f'=90Hz)就比波源的频率(f=100Hz)要低. = 同学们可以思考一下:如果观察者远离波源的运动速度 v 人=100 m/s 和

v 人>100m/s, 那么观察者感受到的频率如何?他感觉到波源的位置有无变化? 【板书】

设观察者在 A 位置不动,波源以 v 源=10m/s 的速度向观察者运动,此时 相对观察者来说波速为: v+v 源=100+10=110m/s,因此观察者在 t=1s 里 = 感受到的波有 110 个,所以观察者感受到的频率(f'=110Hz)比波源的频率(f= = = 100Hz)要高,课本图 10-37 所示.要注意的是,在波源运动过程中,波速实际 上并没有改变,但在相同的距离中却多了 10 个完整的波,这是波在介质中被均 匀挤压,使之波长变短了的缘故,如图 10-26 所示.同理,如果波源远离观察 者,则观察者感受到的频率就会比波源的频率要低. 【板书】 3.波源、观察者同时相对介质运动.可思考讨论一下.(多普 勒效应将更加明显) ●作业 复习本节内容. 参考题 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.只有声波才可以产生多普勒效应 2.当火车进站鸣笛时,我们可听到的声调: [ ] A.越来越高 B.不高 C.越来越低沉 D.不知声速和火车车速,不能判断 *3.当火车驶近时,观察者觉得它的汽笛的基音比驶去时高一个音(即频率 高到 9/8 倍),设声速为 v=340m/s,求火车速率. = 说明 当波源与观察者有相对运动时,如果二者相互接近,观察者感觉到的频率 将增大;如果二者相互远离,观察者感觉到的频率将减小. 天津市武清区杨村一中 郎荣福 王维群


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