高中物理人教選修多普勒效應(yīng)PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1高中物理人教選修多普勒效應(yīng)高中物理人教選修多普勒效應(yīng)1.知道波源的頻率與觀察者接收到的頻率的區(qū)別。2.知道什么是多普勒效應(yīng),知道它是在波源與觀察者之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的現(xiàn)象。3.了解多普勒效應(yīng)的一些應(yīng)用。第1頁/共13頁1.多普勒效應(yīng)的概念由于波源與觀察者之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)(靠近或遠(yuǎn)離),使觀察者感到接收到的波的頻率發(fā)生了變化的現(xiàn)象,叫作多普勒效應(yīng)。用繩子把收錄機(jī)懸掛在門的氣窗橫檔上,按下放音按鍵,使收錄機(jī)發(fā)聲,再讓收錄機(jī)擺動(dòng)起來,你可以感覺到當(dāng)收錄機(jī)向你擺來時(shí)音調(diào)變高,遠(yuǎn)離你時(shí)音調(diào)變低,這是為什么?提示:這是因?yàn)榘l(fā)生了多普勒效應(yīng),你感受到聲音頻率發(fā)生了變化。第2頁/共13頁2.多普勒效應(yīng)

2、的規(guī)律(1)波源和觀察者無相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),觀察者接收到的頻率等于波源的頻率;(2)當(dāng)波源與觀察者相互靠近時(shí),觀察者接收到的頻率大于波源的頻率;(3)當(dāng)波源與觀察者相互遠(yuǎn)離時(shí),觀察者接收到的頻率小于波源的頻率。(均選填“大于”“等于”或“小于”)第3頁/共13頁3.多普勒效應(yīng)的應(yīng)用(1)測(cè)量汽車速度:交通警車向行進(jìn)中的車輛發(fā)射頻率已知的超聲波,同時(shí)測(cè)量反射波的頻率,根據(jù)反射波頻率變化的多少就能知道車輛的速度。(2)測(cè)星球速度:測(cè)量星球上某些元素發(fā)出的光波的頻率,然后與地球上這些元素靜止時(shí)發(fā)光的頻率相對(duì)照,就可以算出星球靠近或遠(yuǎn)離我們的速度。(3)測(cè)血液流速:向人體內(nèi)發(fā)射已知頻率的超聲波,超聲波被血管

3、中的血液反射后又被儀器接收,測(cè)出反射波的頻率變化,就能知道血流的速度。第4頁/共13頁有經(jīng)驗(yàn)的鐵路工人可以從火車的汽笛聲中判斷出火車的運(yùn)動(dòng)方向,你能說一說其中的道理嗎?提示:火車駛向工人時(shí),由于多普勒效應(yīng),他聽到的汽笛聲調(diào)比較高,感覺到尖銳刺耳;火車遠(yuǎn)離時(shí),工人聽到的汽笛聲調(diào)較低,聽起來較為低沉。因此工人師傅根據(jù)火車汽笛的聲音可以確定火車的運(yùn)動(dòng)方向。第5頁/共13頁一二一、多普勒效應(yīng)中波源的頻率發(fā)生變化了嗎多普勒效應(yīng)是在波源與觀察者之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),觀察者接收到的頻率發(fā)生變化的現(xiàn)象。其實(shí)波源的頻率并沒有發(fā)生變化,只是觀察者接收到的頻率發(fā)生了變化。第6頁/共13頁一二二、分析多普勒效應(yīng)形成的原因

4、如圖甲所示,波源和觀察者都不動(dòng),設(shè)波源頻率為20 Hz,則波源每秒發(fā)出20個(gè)完全波,波速v=f,所以每秒經(jīng)過觀察者20個(gè)完全波,這時(shí)觀察者接收到的波的頻率等于波源的頻率。第7頁/共13頁一二如圖乙所示,波源不動(dòng),觀察者向波源運(yùn)動(dòng),人耳在 1 s 內(nèi)由位置A移到位置B,雖然波源每秒仍發(fā)出20個(gè)完全波,但觀察者每秒?yún)s接收到21個(gè)完全波,即二者相互接近時(shí),觀察者接收到的波的頻率大于波源的頻率,反之,觀察者遠(yuǎn)離波源運(yùn)動(dòng)時(shí),觀察者接收到的波的頻率小于波源的頻率。如圖丙所示,波源向右運(yùn)動(dòng),觀察者不動(dòng),波源由S1運(yùn)動(dòng)到S2,波源右方的波面變得密集,因波速不變,波長(zhǎng)變短,右方觀察者接收到的波的頻率大于波源的頻

5、率;左方的波面變得稀疏,波長(zhǎng)變長(zhǎng),左方的觀察者接收到的波的頻率小于波源的頻率。特別警示可用“極端假設(shè)”的方法設(shè)想當(dāng)自己隨同某一個(gè)波峰一起遠(yuǎn)離波源,你將接收不到波,此時(shí)你接收到的頻率變?yōu)榱?。可以用這種方法想象觀察者遠(yuǎn)離波源時(shí),接收到的波的頻率減小的道理,以理解多普勒效應(yīng)。第8頁/共13頁類型一類型二多普勒效應(yīng)概念的理解【例1】 下列說法中正確的是()A.若聲波波源向觀察者靠近,則觀察者接收到的聲波頻率減小B.聲波擊碎玻璃杯的實(shí)驗(yàn)原理是共振C.超聲波沿直線傳播,不會(huì)發(fā)生衍射D.“聞其聲不見其人”是聲波的干涉現(xiàn)象解析:由多普勒效應(yīng)可知,若聲波波源向著觀察者運(yùn)動(dòng),則觀察者接收到的聲波頻率增大,A項(xiàng)錯(cuò)誤

6、;聲波擊碎玻璃杯是聲波頻率與玻璃杯的固有頻率相同,玻璃杯發(fā)生共振導(dǎo)致破碎,B項(xiàng)正確;超聲波的波長(zhǎng)很短,基本上是沿直線傳播,但在遇到尺寸相當(dāng)?shù)恼系K物時(shí)也會(huì)發(fā)生衍射,C項(xiàng)錯(cuò)誤;“聞其聲不見其人”是聲波的衍射現(xiàn)象,D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案:B第9頁/共13頁類型一類型二題后反思發(fā)生多普勒效應(yīng)時(shí),只是觀察者接收到的頻率發(fā)生變化,而波源的頻率并沒有變化,這一點(diǎn)是學(xué)生的易錯(cuò)點(diǎn)。第10頁/共13頁類型一類型二多普勒效應(yīng)的應(yīng)用【例2】 下列實(shí)例中應(yīng)用了多普勒效應(yīng)的有()A.利用地球上接收到遙遠(yuǎn)天體發(fā)出的光波的頻率來判斷遙遠(yuǎn)天體相對(duì)于地球的運(yùn)動(dòng)速度B.交通警察向行進(jìn)中的汽車發(fā)射一個(gè)已知頻率的電磁波,波被運(yùn)動(dòng)的汽車反射回來,根據(jù)反射波頻率變化的多少就能知道汽車的速度,以便于進(jìn)行交通管理C.鐵路工人用耳貼在鐵軌上可判斷火車的運(yùn)動(dòng)情況D.有經(jīng)驗(yàn)的戰(zhàn)士從炮彈飛行的“尖叫”聲中判斷飛行炮彈是接近還是遠(yuǎn)去第11頁/共13頁類型一類型二解析:凡是波都具有多普勒效應(yīng),因此利用光波的多普勒效應(yīng)便可測(cè)定遙遠(yuǎn)星體相對(duì)地球遠(yuǎn)離的速度,故選項(xiàng)A正確。被反射的電磁波,相當(dāng)于一個(gè)運(yùn)動(dòng)的物體發(fā)出的電磁波,其頻率發(fā)生變化,通過計(jì)算可以求出運(yùn)動(dòng)物體的速度,故選項(xiàng)B正確。對(duì)于C選項(xiàng),鐵路工人是根據(jù)振動(dòng)的強(qiáng)弱而對(duì)