简单推导多普勒效应公式

实验内容

让学生在笔记本上简单地画出实验图形,记录模拟实验的数据,推导出多普勒效应公式。

所需材料

直尺,圆规,笔记本。

实验方法

设想一个频率f=10Hz,波速v=6cm/s的波。

1.假设波源静止,画出1秒钟后波的图形。f=10Hz,即每0.1秒产生1个脉冲波。第1个脉冲波1秒钟后半径达到6cm。以6cm为半径画圆。第2个脉冲波比第1个脉冲波晚0.1秒,只前进了0.9秒,则以0.9×6=5.4cm为半径画圆。第3个脉冲波比第1个脉冲波晚0.2秒,所以以(1-0.2)×6=4.8cm为半径画圆。按这种方法依次画到第10个脉冲波的圆,完成同心圆的制作。

2.在步骤1中得到的同心圆上,线间距离代表波速。可以确认vλf这一关系式成立。

3.画出当波源以u=0.2cm/s向右移动时的图形。第1个脉冲波的圆的半径仍是6cm。第2个脉冲波比第1个脉冲波晚0.1秒,它的圆心向右移动0.2cm,半径是5.4cm。第3个脉冲波的圆心再向右移动0.2cm,半径是4.8cm。按这种方法依次画到第10个脉冲波的圆(参考图示)。

多普勒效应

4.用直尺测出图右侧的线间距离(波长)。

5.步骤4中测出的数据f=10Hz,v=6cm/s,u=2cm/s之间可以构成一个什么样的关系式?写出这个关系式。

6.用步骤4和步骤5的方法考察图的左侧。说明怎样利用f=10Hz,v=6cm/s,u=2cm/s推导出λ=0.4cm,向学生提出问题后,用(6-2)/10=0.4这样一个简单的等式把答案推导出来。利用这个等式向学生解释多普勒效应的公式,学生会比较容易理解。

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发布时间:2014/12/27 15:49:30  阅读次数:6744

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