浙江省2018-2019版高中物理 第十二章 机械波 第5课时 多普勒效应 惠更斯原理学案 新人教版选修3-4

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1、第5课时　多普勒效应　惠更斯原理[研究选考·把握考情]知识内容多普勒效应、惠更斯原理考试要求加试b教学要求1.了解多普勒效应2.了解多普勒效应的简单应用3.初步理解多普勒效应产生的原因4.了解波面、波线的概念，知道惠更斯原理5.理解球面波与平面波的传播特点6.会用惠更斯原理解释波的反射7.会用惠更斯原理解释波的折射8.会用惠更斯原理分析简单的问题说明1.不要求推导接收频率与波源频率的关系式2.不要求用惠更斯原理证明波的反射定律和波的折射定律知识点一　多普勒效应[基础梳理]1.定义波源与观察者互相靠近或者互相远离时，接收到的波的频率都会发生变化，这种现象叫做多普勒效应。2.成因(1)波

2、源与观察者相对静止时，1s内通过观察者的波峰(或密部)的数目是一定的，观察到的频率等于波源振动的频率。(2)当波源与观察者相向运动时，1s内通过观察者的波峰(或密部)的数目增加，观察到的频率增大；反之，当波源与观察者互相远离时，观察到的频率变小。3.应用(1)测车辆速度；(2)测星球速度；(3)测血流速度。[要点精讲]1.多普勒效应是波共有的特征，不仅机械波，光波和电磁波也都会发生多普勒效应。2.发生多普勒效应时，波源发出的频率不变，变化的是观察者接收到的频率。3.当声源与观察者相互接近时，f观察者变大，音调变高。如图1甲中波源S不动，观察者由A向B运动和图乙中观察者A不动，波源由S

3、1向S2运动。当声源与观察者相互远离时，f观察者变小，音调变低。如图甲中波源S不动，观察者由A向C运动。图1【例1】下面说法中正确的是(　　)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.多普勒效应是在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解析　当波源与观察者之间有相对运动时会发生多普勒效应，故选项C正确；发生多普勒效应时，观察者接收到的频率发生了变化，而波源的频率并没有改变，故选项A错误，B正确；此现象是奥地利物理学家多普勒首先发现的，故选项D正确。答案　BCD知识点二　惠更斯原理[基础梳理]

4、1.波面和波线(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。波面为球面的波叫球面波，波面是平面的波叫平面波。如图2所示。图2(2)波线：与波面垂直的那些线代表了波的传播方向，叫做波线。2.惠更斯原理(1)内容：介质中任一波面上的各点，都可以看作发射子波的波源，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)应用：如果知道某时刻一列波的某个波面的位置，还知道波速，利用惠更斯原理可以得到下一时刻这个波面的位置，从而确定波的传播方向。[要点精讲]1.对惠更斯原理的理解(1)惠更斯原理中，同一波面上的各点都可以看做子波的波源。子波波源的频率与波源的频

5、率相等。(2)波线的指向表示波的传播方向。(3)在各向同性均匀介质中，波线恒与波面垂直。(4)球面波的波线是沿半径方向的直线，平面波的波线是垂直于波面的平行直线。(5)利用惠更斯原理可以解释平面波和球面波的传播、波的衍射、干涉和折射现象，但无法说明衍射现象与狭缝或障碍物的大小关系。2.对波的反射与折射的理解(1)波的反射：反射波的波长、波速、频率跟入射波的相同。(2)波的折射：在波的折射中，波的频率不变，波速和波长发生改变。(3)波在两种介质的界面上发生折射的原因是波在不同的介质中的传播速度不同。【例2】关于对惠更斯原理的理解，下列说法正确的是(　　)A.同一波面上的各质点振动情况完

6、全相同B.同一波面上的各质点振动情况可能不相同C.球面波的波面是以波源为中心的一个个球面D.无论怎样的波，波线始终和波面垂直解析　按照惠更斯原理：波面是由任意时刻振动情况完全相同的点构成的面，故A正确，B错；由波面和波线的概念，不难判定C、D正确。答案　ACD【例3】在室内讲话的声音比在室外空旷处讲话的声音要洪亮，是因为(　　)A.室内空气不流动B.室内声音多次反射C.室内声音发生折射D.室内物体会吸附声音解析　在室内听到的声音洪亮是因为声波在室内墙壁上经过多次反射而得到加强。答案B　1.下面描述没有利用多普勒效应的是(　　)A.利用在地球上接收到遥远天体发出的光波的频率来判断遥远天

7、体相对于地球的运动速率B.交通警察向行驶中的汽车发射一个已知频率的超声波，波被运动的汽车反射回来，根据接收到的波的频率发生的变化，就知道汽车的速度，以便于进行交通管理C.铁路工人用耳贴在铁轨上可判断火车的运动情况D.有经验的战士从炮弹飞行的尖叫声可判断飞行的炮弹是接近还是远去解析　凡是波都具有多普勒效应，因此利用光波的多普勒效应便可以测定遥远星体相对地球运动的速率；被反射的超声波，相当于一个运动的物体发出的超声波，其频率发生变化，由多普勒效应的计算公式可以