2017_2018学年高中物理第十二章机械波第5节多普勒效应第6节惠更斯原理学案新人教版选修3_4

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1、5　多普勒效应6　惠更斯原理导学案学习目标知识脉络1.理解什么是多普勒效应．了解多普勒效应的应用．(重点)2．了解波面和波线的概念．3．掌握惠更斯原理，理解用惠更斯原理解释波的反射和折射现象．(难点)4．知道波反射和折射的规律．(重点)多普勒效应及其应用1．多普勒效应由于波源与观察者之间有相对运动，使观察者感到频率改变的现象．2．多普勒效应产生的原因(1)波源与观察者相互靠近时，单位时间内通过观察者的波峰(或密部)的数目增加，观察者观测到的频率大于波源的频率，即观察到的频率变大．(2)波源与观察者相互远离时，观

2、察到的频率变小．3．多普勒效应的应用(1)测量汽车速度交通警车向行进中的车辆发射频率已知的超声波，同时测量反射波的频率，根据反射波频率变化的多少就能知道车辆的速度．(2)测星球速度：测量星球上某些元素发出的光波的频率．然后与地球上这些元素静止时发光的频率对照，可得星球的速度．(3)测血液流速向人体内发射已知频率的超声波，超声波被血管中的血液反射后又被仪器接收，测出反射波的频率变化，就能知道血流的速度．1．声源与观察者相互靠近时，声源的频率增大．(×)2．当波源和观察者向同一个方向运动时，一定会发生多普勒效应．(

3、×)3．火车的音调越来越高，说明火车正从远处靠近观察者．(√)1．多普勒效应能否产生与波源和观察者间的距离有关系吗？是不是距离越近，越容易发生多普勒效应？【提示】　能否发生多普勒效应仅取决于波源和观察者间的距离是否变化，与距离的大小没有关系．2．火车进站和出站时，坐在火车上的乘客，能感受到汽笛的音调发生变化吗？【提示】　不能．坐在火车上的乘客感到汽笛声未变，是因为声源相对听者是静止的，路旁的人感到汽笛音调发生变化，是因为声源相对听者是运动的．1．多普勒效应的成因发生多普勒效应时，一定是由于波源与观察者之间发生了

4、相对运动．2．相对位置变化与频率的关系(规律)相对位置图　示结　论波源S和观察者A相对静止，如图所示f波源＝f观察者，音调不变波源S不动，观察者A运动，由A→B或A→C，如图所示若靠近波源，由A→B，则f波源＜f观察者，音调变高；若远离波源，由A→C，则f波源＞f观察者，音调变低观察者A不动，波源S运动，由S→S2，如图所示f波源＜f观察者音调变高1．假如一辆汽车在静止时喇叭发出声音的频率是300Hz，在汽车向你驶来又擦身而过的过程中，当汽车向你驶来时，听到喇叭声音的频率________于300Hz，当汽车和你

5、擦身而过后，听到喇叭声音的频率________于300Hz【答案】　大　小2．下面说法中正确的是(　　)【导学号：23570068】A．发生多普勒效应时，波源的频率变化了B．发生多普勒效应时，观察者接收到的频率发生了变化C．多普勒效应是波源与观察者之间有相对运动时产生的D．多普勒效应是由奥地利物理学家多普勒首先发现的E．多普勒效应是牛顿首先发现的【答案】　BCD3．公路巡警开车在高速公路上以100km/h的恒定速度巡查，在同一车道上巡警车向前方的一辆轿车发出一个已知频率的超声波，结果该超声波被那辆轿车反射回来时

6、，巡警车接收到的超声波频率比发出的低．(1)此现象属于(　　)A．波的衍射　　　　　B．波的干涉C．多普勒效应D．波的反射(2)若该路段限速为100km/h，则该轿车是否超速？(3)若该轿车以20m/s的速度行进，反射回的频率应怎样变化？【解析】　(1)巡警车接收到的超声波频率比发出的低，此现象为多普勒效应，选项C正确．(2)因巡警车接收到的频率低，由多普勒效应知巡警车与轿车在相互远离，而巡警车车速恒定且在后面，可判断轿车车速比巡警车车速大，故该轿车超速．(3)若该轿车以20m/s的速度行进，此时巡警车与轿车在

7、相互靠近，由多普勒效应知反射回的频率应偏高．【答案】　(1)C　(2)见解析　(3)见解析多普勒效应的判断方法(1)确定研究对象．(波源与观察者)(2)确定波源与观察者是否有相对运动．若有相对运动，能发生多普勒效应，否则不发生．(3)判断：当两者远离时，观察者接收到的波的频率变小，靠近时观察者接收到的波的频率变大，但波源的频率不变．波面和波线　惠更斯原理1．波面：在波的传播过程中，任一时刻振动状态都相同的介质质点所组成的面．2．波线：与波面垂直指向传播方向的直线，如图1251所示．图12513．波的分类(1)球

8、面波：波面是球面的波．(2)平面波：波面是平面的波．4．惠更斯原理(1)内容介质中任一波面上的各点，都可以看做发射子波的波源，其后任意时刻，这些子波在波前进方向的包络面就是新的波面．(2)现象解释只能解释衍射现象中波的传播方向，不能解释波的强度．无法说明衍射现象与狭缝或障碍物大小的关系．1．波面一定与波线垂直．(√)2．波面一定是平面．(×)3．波的传播方向与波面平行．(×)1．根据惠