多普勒效应论文格式

动态法可更直观的验证多普勒效应。

进入“多普勒效应实验”画面后，先“设置源频率”,增减信号频率，一次变化10Hz，同时观察示波器的波形，当接收波幅达最大时，源频率即已设好。

接着转入“瞬时测量”，确保小车在两限位光电门之间后，开启智能运动控制系统电源，设置匀速运动的速度，使小车运动，测量完毕后，可得到过光电门时的信号频率,多普勒频移及小车运动速度。改变小车速度，反复多次测量，可作出或关系曲线。

改变小车的运动方向，再改变小车速度，反复多次测量，作出或关系曲线。然后转入“动态测量”，记下不同速度时换能器的接受频率变化值。

注意：动态测量仅限于小车运动速度较低时。改变小车速度，反复多次测量，可作出或关系曲线。改变小车的运动方向，再改变小车速度，反复多次测量，作出或关系曲线。

研究物体的运动状态,将超声换能器用作速度传感器，可进行匀速直线运动，匀加（减）直线运动，简谐振动等实验。这时应进入“变速运动实验”，设置好采样点数，采样步距后,“开始测量”，测量完后显示出结果。

进行运动实验时，除了用智能运动系统控制的小车外，还可换用手动小车，这时注意应该推动小车系统的底部使小车运动，并且不能用力过大、过猛。

多普勒效应是说 物体辐射的波长因为波源和观测者的相对运动而产生变化。在运动的波源前面，波被压缩，波长变得较短，频率变得较高 ,

多普勒效应指出，波在波源移向观察者时接收频率变高，而在波源远离观察者时接收频率变低。当观察者移动时也能得到同样的结论。

但是由于缺少实验设备，多普勒当时没有用实验验证、几年后有人请一队小号手在平板车上演奏，再请训练有素的音乐家用耳朵来辨别音调的变化，以验证该效应。

假设原有波源的波长为λ，波速为c，观察者移动速度为v：当观察者走近波源时观察到的波源频率为（v+c）/λ，如果观察者远离波源，则观察到的波源频率为（v-c）/λ。

一个常被使用的例子是火车的汽笛声，当火车接近观察者时,其汽鸣声会比平常更刺耳.你可以在火车经过时听出刺耳声的变化。同样的情况还有：警车的警报声和赛车的发动机声。

如果把声波视为有规律间隔发射的脉冲，可以想象若你每走一步，便发射了一个脉冲，那么在你之前的每一个脉冲都比你站立不动时更接近你自己。而在你后面的声源则比原来不动时远了一步。或者说,在你之前的脉冲频率比平常变高，而在你之后的脉冲频率比平常变低了。

多普勒效应不仅仅适用于声波,它也适用于所有类型的波，包括电磁波。科学家爱德文·哈勃（Edwin Hubble）使用多普勒效应得出宇宙正在膨胀的结论。

他发现远离银河系的天体发射的光线频率变低,即移向光谱的红端，称为红移，天体离开银河系的速度越快红移越大，这说明这些天体在远离银河系。

扩展资料：

多普勒效应产生背景：著名的多普勒效应首次出现在1842年发表的一篇论文上。多普勒推导出当波源和观察者有相对运动时，观察者接收到的波频会改变。他试图用这个原理来解释双星的颜色变化。虽然多普勒误将光波当作纵波，但多普勒效应这个结论却是正确的。

多普勒效应对双星的颜色只有些微的影响，在那个时代，根本没有仪器能够量度出那些变化。不过，从1845年开始，便有人利用声波来进行实验。他们让一些乐手在火车上奏出乐音，请另一些乐手在月台上写下火车逐渐接近和离开时听到的音高。

实验结果支持多普勒效应的存在。多普勒效应有很多应用，例如天文学家观察到遥远星体光谱的红移现象，可以计算出星体与地球的相对速度；警方可用雷达侦测车速等。

参考资料来源：百度百科-多普勒

在单色的情况下，我们的眼睛感知的颜色可以解释为光波振动的频率，或者解释为，在1秒钟内电磁场所交替为变化的次数。在可见区域，这种效率越低，就越趋向于红色，频率越高的，就趋向于蓝色——紫色。比如，由氦——氖激光所产生的鲜红色对应的频率为×1014赫兹，而汞灯的紫色对应的频率则在7× 1014赫兹以上。这个原则同样适用于声波：声音的高低的感觉对应于声音对耳朵的鼓膜施加压力的振动频率（高频声音尖厉，低频声音低沉）。 如果波源是固定不动的，不动的接收者所接收的波的振动与波源发射的波的节奏相同：发射频率等于接收频率。如果波源相对于接收者来说是移动的，比如相互远离，那么情况就不一样了。相对于接收者来说，波源产生的两个波峰之间的距离拉长了，因此两上波峰到达接收者所用的时间也变长了。那么到达接收者时频率降低，所感知的颜色向红色移动（如果波源向接收者靠近，情况则相反）。为了让读者对这个效应的影响大小有个概念，在图4中显示了多普勒频移，近似给出了一个正在远离的光源在相对速度变化时所接收到的频率。例如，在上面提到的氦——氖激光的红色谱线，当波源的速度相当于光速的一半时（参见图中所画的虚线），接收到的频率由×1014赫兹下降到×1014赫兹，这个数值大幅度地降移到红外线的频段。 一、声波的多普勒效应 在日常生活中，我们都会有这种经验：当一列鸣着汽笛的火车经过某观察者时，他会发现火车汽笛的声调由高变低. 为什么会发生这种现象呢？这是因为声调的高低是由声波振动频率的不同决定的，如果频率高，声调听起来就高；反之声调听起来就低.这种现象称为多普勒效应，它是用发现者克里斯蒂安·多普勒（Christian Doppler,1803-1853）的名字命名的，多普勒是奥地利物理学家和数学家.他于1842年首先发现了这种效应.为了理解这一现象，就需要考察火车以恒定速度驶近时，汽笛发出的声波在传播时的规律.其结果是声波的波长缩短，好象波被压缩了.因此，在一定时间间隔内传播的波数就增加了，这就是观察者为什么会感受到声调变高的原因；相反，当火车驶向远方时，声波的波长变大，好象波被拉伸了. 因此，声音听起来就显得低沉.定量分析得到f1=（u+v0)/（u-vs）f ，其中vs为波源相对于介质的速度，v0为观察者相对于介质的速度，f表示波源的固有频率，u表示波在静止介质中的传播速度. 当观察者朝波源运动时，v0取正号；当观察者背离波源（即顺着波源）运动时，v0取负号. 当波源朝观察者运动时vs前面取负号；前波源背离观察者运动时vs取正号. 从上式易知，当观察者与声源相互靠近时，f1＞f ；当观察者与声源相互远离时。f1＜f 二、光波的多普勒效应 具有波动性的光也会出现这种效应，它又被称为多普勒-斐索效应. 因为法国物理学家斐索（1819-1896）于1848年独立地对来自恒星的波长偏移做了解释，指出了利用这种效应测量恒星相对速度的办法.光波与声波的不同之处在于，光波频率的变化使人感觉到是颜色的变化. 如果恒星远离我们而去，则光的谱线就向红光方向移动，称为红移；如果恒星朝向我们运动，光的谱线就向紫光方向移动，称为蓝移. 三、光的多普勒效应的应用 20世纪20年代，美国天文学家斯莱弗在研究远处的旋涡星云发出的光谱时，首先发现了光谱的红移，认识到了旋涡星云正快速远离地球而去.1929年哈勃根据光普红移总结出著名的哈勃定律：星系的远离速度v与距地球的距离r成正比，即v=Hr,H为哈勃常数.根据哈勃定律和后来更多天体红移的测定，人们相信宇宙在长时间内一直在膨胀，物质密度一直在变小. 由此推知，宇宙结构在某一时刻前是不存在的，它只能是演化的产物. 因而1948年伽莫夫（G. Gamow）和他的同事们提出大爆炸宇宙模型. 20世纪60年代以来，大爆炸宇宙模型逐渐被广泛接受，以致被天文学家称为宇宙的"标准模型" . 多普勒-斐索效应使人们对距地球任意远的天体的运动的研究成为可能，这只要分析一下接收到的光的频谱就行了. 1868年，英国天文学家W. 哈金斯用这种办法测量了天狼星的视向速度（即物体远离我们而去的速度），得出了 46 km/s的速度值参考资料：

我有很多题目和资料的亲，浅谈多普勒效应以及应用雷锋

高中物理说课稿：《多普勒效应》

以上是我为大家整理的高中物理说课稿：《多普勒效应》，希望对大家有所帮助。

一、教材分析：

1、教材的地位

《多普勒效应》是在学习了波的有关知识后编排的，这种效应是一种常见的现象。通过对多普勒效应的初步研究，既是对波动知识的巩固、深化和提高，使学生对波动的认识更丰满更深入些;同时也初步培养了学生探索科学能力，并了解多普勒效应在现代生产和生活中的广泛应用，开拓学生眼界，激发学生学习物理的兴趣。

《多普勒效应》一节是基础教育课程改革在机械波部分的扩展内容。体现课程改革精神，加强了与近代物理的衔接;体现了物理学与技术和社会的联系。

2、教材的编排

①编者从人们熟悉的火车运动时，汽笛声会发生变化而引出课题，提出探究问题。

②以声波为例结合示意图，重点说明波源的频率与观察者接收到的频率的区别，提供探究的依据。

③定性分析波源与观察者有相对运动时，观察者所接收到的频率变化原因，给出探究过程，突出重点内容。

④说明除声波外的其它机械波、电磁波、光波均会发生多普勒效应，使学生完整理解多普勒效应。

⑤介绍多普勒效应在现代生产和生活中的广泛应用，加强对多普勒效应的理解。

教材这一结构(提出问题→探究问题→总结结论)体现自主性学习的一般方法，符合课程改革的要求。

3、教学目标：

(1)知识目标：

a、知道波源的频率与观察者接收到的频率的区别;

b、知道什么是多普勒效应，知道它是在波源和观察者之间有相对运动时产生的现象。

c、了解多普勒效应的一些应用。

(2)能力目标：通过区别波源的频率与观察者接收到的频率，培养学生利用物理模型分析和解决问题的能力。

(3)德育目标：培养学生形成尊重事实、探索真理的科学态度。

(4)情感目标：让学生经历基本的科学探究过程，受到科学态度和科学精神的熏陶，激发学生的求知欲，让学生领略自然现象中的美妙与和谐，培养学生终身的探索兴趣。

4、教学重点：多普勒效应的理解。

5、教学难点：波源与观察者发生相对运动时，观察者接收到的频率变化的分析

6、教学关键：通过辅助教学手段帮助学生理解波源频率与观察者接收到频率的不同。

二、教法与学法

1、学法指导

高中学生学习物理的兴趣已发生转化，他们的思维已从形象思维向抽象思维过渡，具备一定的探索能力，不再满足于对物理现象的感知，对现象产生原因有较强的求知欲。因此引导学生学法如下：

(1)学前将学生分组，分别到汽车站、火车站、马路边，观察体验所听到喇叭声、汽笛声有何变化，规律如何?并带领一些学生实地考察并录音。

(2)课堂上，将各组观察结果进行陈述，猜想产生这种现象的原因，设计实验予以排除及验证，并进行分析。

(3)课后完成物理小论文《多普勒效应知多少》

2、教法分析

本节以声波为例介绍多普勒效应，它比较常见，易于接受。声波频率变化可直接通过听音调变化来反映。为使学生明确这一点，采用实验对比：用发声音齿轮发出不同频率的声音，明确音调的变化是由于频率变化的结果;让一声源(如电铃)在不同位置发出声音，明确同一声源发出的声音频率是不变的，从而进一步加深学生的疑问，促使学生再思考。

多普勒效应是在波源和观察者之间有相对运动时产生的现象，比波动现象又复杂了一些，要理解多普勒效应，可借助多媒体课件，模拟实例(过程放慢)运用波的知识和运动学知识，指导学生分析，突破难点;引导学生思考“旁批”，用“极端假设”的方法，以帮助理解多普勒效应，渗透物理学研究问题的.方法。

课件展示多普勒效应在现代生产和生活中的应用，以开阔眼界和引起学生兴趣。设置针对性练习，加强对多普勒效应的理解。

三、教学程序的设计

设计思路：让学生经历从自然到物理、从生活到物理的认识过程，经历基本的科学探究过程;充分发挥教师的组织者和引导者的作用，激发并保持学生的学习兴趣，培养学生的探索乐趣、良好的思维习惯和初步的科学实践能力。

(一) 明确探究问题：

引导学生观看实地摄制的录像，并结合自身体验和生活经验，侧重观察声音的变化，学生的回答可能多种多样：

声音发生变化;声音越来越大;声音越来越刺耳;个别学生可能会回答声音频率越来越高······等等。并可发现当观察者与声源相距较近时，声音才会明显的变化。

(二)自主探究过程、突出本节重点 ：

1、让学生猜想产生上述现象的可能原因：

当车经过时，观察者听到的声音的确产生了变化，为什么会发生变化，其可能原因：喇叭越来越响;车与观察者的距离变近了;喇叭的声音发生变化······

2、通过实验探索，找出现象的原因。

首先引导学生回忆声音是由什么因素(响度，音调，音色)决定的，明确声音的变化与哪些因素有关;然后根据学生猜测情况，逐一进行排除;最后引导学生将观察的结果，运用求同法将不同情况进行对比，概括出声音的变化规律，并表述为一般的情况，从而提高学生的观察

能力和语言表达能力。

(1)同一个声源，发出的声音会越来越响吗?(用一电铃持续打铃，观察声音变化的情况，否定喇叭越变越响和喇叭声音发生变化的因素。)

(2)当声源与观察者相距较近时，距离的变化会产生明显的影响吗?(用同一电铃在观察者附近的不同地方打铃，可感觉声音没多大变化，从而否定由于距离越来越近而引起的声音的明显变化，忽略声源靠近时响度变化带来的影响。)

(3)声音的变化和音品有关吗?(根据常识进行判断，可排除)

(4)从上可知：观察者听到声音的变化主要由音调变化而引起的(用发声齿轮产生频率变化的声音)，强化听到声音的变化是由频率引起的，突出主要影响因素。

(5)观察者听到喇叭声音的变化是由于喇叭发出的声音频率变化而引起吗?

由以上分析总结出听到声音音调的变化是由于观察者接收到的声音频率的变化。

变化规律：观察者与波源相互靠近时，观察者接收到的频率变大;观察者与波源相互远离时观察者接收到的频率变小。

引入课题：由于波源和观察者之间有相对运动，使观察者感到频率发生变化的现象，叫做多普勒效应。

3、组织学生从理论上分析多普勒效应的规律。

在实例模拟图上，由波源发出一系列的球面波帮助学生建立波动过程的物理模型。 给合运动学知识组织学生讨论，分析过程抓住波源发出波频率不变，讨论的是观察者接收到的频率如图(一)，设波传播速度V波，波长为λ，频率为f。，观察者接收频率为f1。①波源相对观察者静止时：

设波源在A处1秒钟发出f 0个完全波，则

观察者在B处1秒钟内可接收f 0个完全波。

即f'=f 0

②波源静止，观察者运动：

a、观察者在B处以速度V向波源运动，1秒钟内接多接收V/λ个完全波，f'=f 0+v/λ>f 0接收频率变化。

b、观察者在B处以速度V远离波源运动1秒内少接收V/λ个完全波，f'=f0-V/λ

当波源在A处，1秒钟发生f0个完全波，

波传到B和B'，观察者处于B和B';若

波源从V向B运动1秒钟移动到A'，B'A'

和A'B中的波数相同，由于B'A'>A'B所

以λA'B'>λA'B，波速V波不变， 根据f=v/λ,则fA'B'

这样将实例体验与分析出的结果进行对比，从理论上更深层次理解多普勒效应，从而完成由感性认识到理性认识;通过探究，使学生经历基本的科学探究过程，学习科学探究方法，发展初步的科学探究能力，形成尊重事实、探索真理的科学态度。

3、知道了声波会发生多普勒效应后学生可能会产生疑问：其它的机械波是否也会发生多普勒效应呢?此时教师指出其它的波，如电磁波、微波、光波也会发生多普勒效应，即多普勒效应是波共有的特征，以较全面理解多普勒效应。这样可激发学生求知欲，培养学生的探索兴趣：电磁波、微波、光波的多普勒效应会有什么样的现象出现呢?

(三)多普勒效应在实际中的应用(课件介绍并展示多普勒效应的一些应用)

(1)判定火车运动的方向和快慢(声波)

(2)判断汽车运动的速度(电磁波、超声波)

(3)判断遥远天体相对于地球的速度(光波)

(4)多普勒超声诊断(超声波)

(四)用投影片出示小结、思考题

1、叙述波源的频率和观察者接收到的频率的区别

2、什么是多普勒效应?

3、举例说明多普勒效应的一些应用。

(五)针对性练习 投影

1、多普勒效应是指：当波源和观察者之间有相对运动时，使_______频率发生变化的现象。

2、在铁路旁听到行驶中的火车的汽笛声，当火车迎面驶来时，音调变高，火车远离时，音调变低，是因为( )

A、火车驶来时，声源频率变大 B、火车远离时，声源的频率变小

C、火车驶来及远离时，声源的频率都不变 D、以上说法均不正确

3、关于多普勒效应，下列说法正确的是( )

A、多普勒效应是由波的干涉引起的

B、多普勒效应说明波源的频率发生改变

C、只有声波才可以产生多普勒效应

D、多普勒效应是由于波源与观察者之间有相对运动而产生的

(六)作业布置：撰写小论文《多普勒效应知多少》

(七)板书设计

多普勒效应

概念：由于波源和观察者之间有相对运动，使观察者感到频率发生变化的现象。

规律：波源与观察者相互靠近，观察者接收到的频率变大;

波源与观察者相互远离，观察者接收到的频率变小。

应用：判火车运动的方向和快慢(声波)

判断汽车运动的速度(电磁波、声波)

判断遥远天体相对于地球的速度(光波)

多普勒超声诊断(超声波)

四、总体说明：

本节设计从提出探究问题→分析探索问题(实际体验和理论分析)→归纳总结三个层次突出重点，并借助多媒体课件突破难点。这样，通过想像与推理方法和实验相结合，发展学生的想像力和分析概括能力，使学生养成良好的思维习惯，敢于质疑，勇于创新;让学生学习科学探究方法和科学家的探索精神，关心科技发展动态，关注技术应用带来的社会进步和问题，树立正确的科学观。