人教版（新教材）高中物理選擇性必修第一冊PAGEPAGE13.5多普勒效應〖教學目標〗1．知道波源的頻率與觀察者接收到的頻率的區別。2．知道什么是多普勒效應。3．能運用多普勒效應解釋一些物理現象。〖教學重點〗1．知道波源的頻率與觀察者接收到的頻率的區別。2．知道多普勒效應是在波源和觀察者之間有相對運動時產生的。〖教學難點〗波源的頻率與觀察者接收到的頻率的區別。〖教學過程〗一、新課導入讓學生敘述火車向你駛來時，汽笛本身的音調如何變？人聽到的汽笛音調如何變？火車離你而去時，汽笛本身的音調如何變？人聽到的汽笛音調如何變？同是汽笛發聲為什么會產生兩種不同的現象呢？二、新課教學（一）多普勒效應1．多普勒效應：由于波源和觀察者之間有相對運動，使觀察者接收到的波的頻率發生變化的現象叫做多普勒效應。這種現象是奧地利物理學家多普勒在1842年最先發現的。教師簡單介紹多普勒。2．多普勒效應的現象：（1）觀察者靜止不動，數經過的隊伍中的人數，每分鐘假設有30個人經過。f測=f源（2）當觀察者逆著隊伍行走時，數經過的隊伍中的人數，每分鐘將大于30個人經過。f測>f源（3）當觀察者與隊伍同向行走且速度比隊伍的小時，數經過的隊伍中的人數，每分鐘將小于30個人經過。f測<f源教師講解多普勒效應的成因，讓學生理解多普勒效應的實質。3．多普勒效應的實質：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；如果二者相互遠離，觀察者接收到的頻率減小。多普勒效應是觀察者接收到的波的頻率發生了變化，而波源發出的波的頻率并沒有改變。4．多普勒效應是波特有的現象。不僅機械波，電磁波和光波也會發生多普勒效應。5．多普勒效應的成因：聲源完成一次全振動，向外發出一個波長的波，頻率表示單位時間內完成的全振動的次數，因此波源的頻率等于單位時間內波源發出的完全波的個數。而接收者聽到的聲音的音調，是由接收者接收到的頻率決定的，即單位時間接收到的完全波的個數決定的。（二）多普勒效應中觀測頻率的計算例：波速為v＝100m/s，波源的頻率f＝100Hz，可算得：波的周期T＝0.01s，波長λ＝1m。（1）波源相對于介質靜止，觀察者相對于介質靜止在時間t＝1s里有100個波傳到觀察者所在的A處,觀察者接收到的頻率與波源的頻率相等，音調不變。（2）觀察者相對于介質靜止，波源以速度v源＝10m/s相對于介質運動①波源向觀察者運動則對觀察者來說感覺到的波速為110m，他在1秒鐘內接收到的完全波數為110個，所以觀察者感受到的頻率f'＝110Hz比波源的頻率f＝100Hz要高，因而音調變高。注意：波速實際并沒有改變，但在相同的距離中卻多了10個完整波，是由于波在介質中被均勻擠壓，使之波長變短的緣故。②波源遠離觀察者由同學自行分析（3）波源相對于介質靜止，觀察者以速度v人＝10m/s相對于介質運動②觀察者向波源運動②觀察者遠離波源由同學自行分析（4）波源與觀察者同時相對于介質運動又如何呢？多普勒效應更加明顯總結如下：1．波源不動，觀察者相對波源運動（1）觀察者朝波源運動f（2）觀察者遠離波源運動f2．觀察者不動，波源相對觀察者運動（1）波源朝觀察者運動f（2）波源遠離觀察者運動f（三）多普勒效應的應用1．有經驗的鐵路工人可以從火車的汽笛聲判斷火車的運動方向和快慢。有經驗的戰士可以從炮彈飛行時的尖叫聲判斷飛行的炮彈是接近還是遠去。學生思考：如何判斷？火車駛來時，由于多普勒效應，聽到的汽笛聲調比較高，感覺尖銳刺耳；火車遠離時，聽到的汽笛聲調較低，聽起來較為低沉。2．交通警察利用多普勒效應測速。雷達測速儀：交通警察向行進中的汽車發射一個已知頻率的電磁波（通常是紅外線），波被運動的汽車反射回來時，接收到的頻率發生變化，由此可指示汽車的速度。3．用多普勒效應測量其它星系向著還是遠離地球運動的速率。宇宙中的星球都在不停地運動。測量星球上某些元素發出的光波的頻率，然后跟地球上這些元素靜止時發光的頻率對照，就可以算出星球靠近或遠離我們的速度。4．軍事應用：脈沖多普勒雷達，多譜勒導航儀。5．醫生向人體內發射頻率已知的超聲波，超聲波被血管中的血流反射后又被儀器接收，測出