沪教版高中物理选修3-4 2.6多普勒效应_学案1

多普勒效应

【学习目标】
1． 了解什么是多普勒效应，知道多普勒效应特有的现象；
2． 了解什么条件下会发生多普勒效应及多普勒效应的一些应用；
3． 知道多普勒效应发生的机制与规律。
【学习重点】
了解什么是多普勒效应，知道多普勒效应特有的现象
【学习难点】
知道多普勒效应发生的机制与规律
【学习过程】
一、身边的多普勒
1． 多普勒的发现：当火车靠近时，汽笛声的音调____________当火车远离时，汽笛声的音调_______。音调由___________决定，___________音调就高，___________音调就低。
2．什么是多普勒效应？
由于波源与观测者之间的__________________，而使观察者感受（接收）到波的______________
发生变化的现象，就叫做多普勒效应。（显然这种现象是以科学家名字命名的）
3． 弄清几个概念：
波源频率：即波源振动的频率，是指单位时间内声源发出的“完整波”的个数。这由波源本身决定，与波源的运动及观察者的运动无关。
接收频率：即观察者（或接收器）接收到的频率，是指观察者（或接收器）单位时间内接收到的“完整波”的个数波在介质中的传播速度：这是波相对介质的速度，我们知道波在介质中的传播速度由介质的性质决定，也与波源的运动及观察者的运动无关波相对观察者（或接受器）的速度：这个速度显然除了与介质中的波速有关，还与观察者的__________________有关，它会直接影响观察者的接收频率。
如果一个波源频率为5赫兹，则它在1秒内做________个全振动，发出________个完整波。当观察者与波源保持相对静止时，从波传到观察者后计时，在1秒内，观察者能接收到________个完整的波。即观察者接收到波的频率________波源发出的频率
二、多普勒效应的分析论证：设声源频率为 f，观察者接收频率为 f ′，
⑴波源相对介质静止，观察者向着波源以速度v运动
这种情况下波长不变，但波相对观察者（或接受器）的速度如何变化？因此观察者单位时间接收到完
整波的个数怎样？



结论：

同理分析，波源相对介质静止，观察者背离波源以速度v运动， 接收到的频率和波源发出的频率之间的关系。

⑵观察者相对介质静止，波源向着观察者以速度u运动
这种情况下波相对观察者的速度等于波在介质中的速度，但由于波源的运动，相当于波长减小而波速不变，如何理解这句话？
因此观察者单位时间接收到完整波的个数____________，所以接收频率____________声源频率，即。
同理，观察者相对介质静止，波源背离观察者以速度u运动，。
总结：什么情况下观察者接收到的频率增大？
什么情况下观察者接收到的频率减小？


三、了解相关公式：设波在介质中的传播速度为V
⑴波源相对介质静止，观察者向着波源以速度u运动
这种情况下波长不变V=λf，但波相对观察者（或接受器）的速度变为V+v，因此观察者单位时间接收到完整波的个数为，所以接收频率

同理，波源相对介质静止，观察者背离波源以速度v运动时，

⑵观察者相对介质静止，波源向着波源以速度u运动
这种情况波相对观察者的速度等于波在介质中的速度V，但由于波源的运动，结果使向观察者传播的波在介质中的波长变为，其中λ为波源静止时介质中的波长，λ=VT ，因此观察者单位时间接收到完整波的个数增为，所以接收频率

※同理，观察者相对介质静止，波源背离观察者以速度u运动时接收频率