对多普勒效应演示实验的建议|多普勒效应演示实验
时间：2019-02-02 03:20:35 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
高中物理选修3-4《多普勒效应》一节中，课文用演示实验《蜂鸣器音调的变化》引入新课，为学生提供了直观的生活实例，使学生能迅速准确地理解多普勒效应作好铺垫，确实是一个好实验。�
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笔者做了这个实验，学生感觉到声音的变化十分明显，经过与多位同行的探讨，现将对该演示实验的思考总结出来，仅供参考。�
首先，实验中用竹竿且按图示的轨迹旋转，有点不切合实际，若按照图中的样子，杆是不可能以人为轴旋转的，如果确实需要以人为轴旋转，用一根细绳岂不更好，这样，也就更易携带、更合情合理了。笔者课前用绳子拴着蜂鸣器，只需装在口袋里，上课时操作也较为简便，学生还感到有点神秘，实际效果的确不错。�
其次，在该演示实验表述中，学生很容易理解为，蜂鸣器在人头顶上做圆周运动，该人听到声音的频率会发生变化。笔者就此问题查阅了大量的资料，若将实验情景转化为一简单物理模型，为更好地说明问题，先从一般情况入手，然后过渡到实验中的特殊情况。���
如上图所示，观察者位于P点处于静止状态，蜂鸣器沿逆时针绕0点做匀速圆周运动，速度大小为v，并且蜂鸣器相对于观察者的速度为vD，设u为声波传播的速度，观察者的接收频率f与波源频率f0之间的关系为：f=uu+vDf0。�
由此可见，当L发生变化时，接收频率 也随之发生变化，而实验中是L=0时的特殊情形，其接收频率不可能变化。以上的结论恰好与课本提供多普勒效应的定义是一致的，即“波源与观察者互相靠近或者远离时，接收到的波的频率都会发生变化”。可见，实验中声音的变化确实不是频率的变化。�
如果将插图中的人不放在在中心位置，或将杆的轨迹作一调整，人就可以感觉到声音频率的改变了。但教师在讲解时，可提醒学生，插图中的蜂鸣器若做圆周运动，插图中的人若为一质点，他将不可能听到声音的频率变化。笔者认为如果在实验的表述中明确说明图中的甲同学是在演示，旁边的乙同学在听声音的音调是否变化，这样既体现了合作精神，又明确了各自的角色。�
实际情况下，实验者也能听到声音变化，这可能与运动轨迹不是圆形和两耳的位置均不在圆心有关。
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