5  多普勒效应
1.1 立足教纲教参，确定教学方针
《教师用书》明确说明如下1、只对多普勒效应做定性分析，使学生对多普勒效应有初步了解，注意不宜引申。2、要理解多普勒效应，学生必须先知道波源的频率与观察者接受到频率的区别，这是学习本节的关键。3、理解多普勒效应产生的原因并能简单的解释一些现象。
因此关于多普勒效应的教学，应该重在了解和应用，所以我认为一定不要讲的太难，只需让学生理解当波源接近和远离接收器时，接收到的频率会不一样，接近时频率高，远离时频率低即可；同时应该适当的多介绍一些多普勒效应的物理学史内容及实际应用，在讲解的同时应充分利用多媒体手段，使教学过程生动形象，易于理解，以获得最好的教学效果。
1.2 教学过程的具体流程
【引入】
提出问题：生活中存在这么一种现象，一辆汽车从身边疾驶而过，车上喇叭的音调有一个从高到低的突然变化；站在铁路旁边听列车的汽笛声也能够发现，列车迅速迎面而来时音调较高，而列车迅速离去时则音调较低。为什么会发生这种情况？（图1）
什么是多普勒效应：1842年，奥地利科学家多普勒（J.C.Doppler）带着女儿在铁道旁散步时也注意到了类似的现象，他经过认真的研究，发现波源和观察者互相靠近或者互相远离时，都会使观察者感到频率发生了变化，并且做出了相应的解释，因此人们把这种现象叫做多普勒效应。
【多普勒效应的定性分析】
为了更好的了解多普勒效应，可以做这样一个模拟实验。
让一队人沿街行走，观察者站在街旁不动，每秒有9个人从他身边通过．这种情况下的“过人
频率”是9人/秒（图2）；
如果观察者逆着队伍行走，每秒和观察者相遇的人数增加，也就是频率增加（图3）；
反之，如果观察者顺着队伍行走，频率降低（图4）．
·通过上面的演示，可以得到怎样的结论？
为了更科学的说明问题，用水波代替声波（都是机械波），做如下演示实验。
在盛有清水的大水槽中，以一端粘有直径约为8ｍｍ的石蜡球的细弹簧作为弹簧单振子，使单振子与水面接触，如图5所示。若使单振子沿竖直方向周期性地上下击打水面，这时，水面上就形成向四周传播的周期性同心圆波。若将振动着的单振子在水面上向右平移、便可看到从振源中心到右槽壁间的波纹变密、波长缩短，右壁接收波的频率变大，而振源中心到左槽壁的波纹变疏，波长增大，左槽壁接收波的频率变小，波形如图6所示。（做该实验时，水槽尽量大些，为减少反射波的影响，可用多层纱布条缝叠在一起，挂在水槽壁内，以吸收传到槽壁的波）。
·这个实验说明什么问题？
通过上面的演示，可以帮助学生更好的理解多普勒效应，同时强调波源与观察者有相对运动时，波源（单振子）的频率没有发生变化，观察者（槽壁）接受的频率发生变化，与波源频率不同，波源靠近观察者时，观察者（右槽壁）接受到的频率大于波源的实际频率；波源远离观察者时，观察者（左槽壁）接受到的频率小于波源的实际频率。
【多普勒效应的科学解释】
据说为了计算出“多普勒效应”的数学关系式，多普勒曾让几位吹号人坐在一节平板火车上，让几个对音调特别敏感的音乐家坐在铁轨附近。一辆机车拉着那节平板车厢用不同的速度来来回回开了两天，在地面的音乐家们“记下了”火车接近和远离时号声不同的音符，得出了多普勒公式。下面对多普勒效应作一下简单的科学解释。
若波源和观察者相对介质都不动（图7）， 即接受到的频率等于波源频率
若波源相对介质不动，而观察者向波源运动（图8），在单位时间内，观察者朝着波源移动了一段距离，与观察者不动的情况相比，观察者在单位时间内的接收到完全波的个数增多，接收到频率增大；反之，如果观察者远离波源，观察者在单位时间内接收到完全波的个数减少，接收到的频率减小
若观察者静止，波源向观察者运动（图汽车漂移教学9），如图所示，波从波源发出，在均匀介质中以球面波的形式传播，球心即是发出该波时波源所在的位置。波源向右运动，球心向右运动，波源右方的波长变短，波源左方的波长变长，即波源靠近观察者，接受到的频率增大，反之，若波源远离观察者，接受到的频率减小
【多普勒效应的实际应用】
问题：能否利用音叉，录音机等发声装置现场演示多普勒效应？请学生讨论发表并观点．
结合学生的答案阐述多普勒效应的应用，强调多普勒效应是波动过程共有的特征，不仅是机械波，电磁波和光波也会发生多普勒效应。
应用1：雷达测速。根据多普勒效应，有经验的铁路工人可以根据火车的汽笛声判断火车的
运行方向及快慢，同时多普勒效应也被警察应用于使司机们害怕的速度监测雷达。交通警向行进中的车辆发射频率已知的电磁波，通常是红外线，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。
应用2：光谱线的"红移现象" 。天文学家有时有点像个听觉很灵敏的盲人，这种人听到救火车汽笛的声音就能判断车子行驶的速度和方向。天文学家也通过使用摄谱仪“听”恒星的光而测量它们的运动，他们发现我们在地球上看到的恒星发出的光线也有频率漂移现象，恒星光谱都朝波长较长的红光方向偏移。这就是著名的"红移现象"。红移意味着光波的波长变长，根据多普勒效应原理，恒星正在离我们远去。而且，距离地球越远的恒星红移越大，这表明距离越远的恒星离开地球的速度越快。恒星光谱的红移现象为宇宙大爆炸理论提供了最有力的证据。
与红移现象相对应的是光谱线的“蓝移现象”。据说一个司机因开车闯红灯被送上了法庭。他非常聪明，解释说是因为汽车跑得很快，红光在他眼里成了绿光。法官的物理学也学得不错，计算出来，要使红光由于多普勒效应变成绿光，那个司机必须把车子开到10万公里／秒的速度。法官于是微笑着对司机说道：“我接受你的论证，你在超速行驶！”
医生向人体内发射频率已知的超声波，超声波被血管中的血流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。这种方法俗称“彩超”，可以检查心脏、大脑和眼底血管的病变。
【课堂小结】
什么是多普勒效应？→多普勒效应的特点→多普勒效应的实际应用
2 多普勒效应的教学体会
2.1 必须明确多普勒效应的教学在教材中占有怎样的位置
关于多普勒效应的教学，由于重在了解和应用，因此一定不要讲得太难，只需让学生知道什么是多普勒效应，理解多普勒效应产生的原因并能简单的解释一些现象。讲的过难会冲淡本章其他内容，不能突出重点。
2.2怎样在教学中应充分调动学生学习的积极性和主动性
多普勒效应在生活中很常见，但很多学生平时却并不在意。因此，授课时可以利用【引入】
中的置疑巧妙设计问题，使学生对学习内容产生兴趣，围绕问题积极思考，使学生成为课堂的主体。例如在本节教学中笔者首先列举了一系列的常见的多普勒现象，激发了学生的学习兴趣，让学生想知道这是什么现象？为什么会发生这种现象？同时在教学的过程当中，也要积极的不断启发学生，使他们在学习中能提出问题、独立思考问题，努力运用科学原理与方法分析问题和解决问题，使学生成为知识的主动建构者。
在演示实验的设计上尽量使科学、简单、新颖，能说明想要说明的问题，真正的为课堂服务，为学生服务，调动学生的积极性和主动性。在教学中，演示实验不仅要“言之有物”切中要害，又要发人深省。如果条件允许还应让学生多动手、多参与。老话说 “耳听的会漏，眼看的能忘，做过的才懂”。物理教学除了传授已有的科学内容外，更重要的是要开启学生接受知识之门，耳、眼、手都要用到，让学生亲自参加学习的过程，体会自已学会和理解新事物的乐趣。
教学过程有反馈，不能“一言堂”。反馈是认知过程的重要一环，没有反馈的教学过程不管其他方面设计的多完美，也不会收到很好的教学效果。因此在教学中应注意知识的反馈，注意知识结构的完整性。在《多普勒效应》一课的设计上反馈主要体现在两方面：置疑反馈和知
识框架的反馈。置疑反馈是教学设计中每一个教学子任务完成情况的总结，能否进行下一教学任务的前提，若没有置疑反馈，教师讲课就犹如双眼不能视物的盲人，做不到有的放矢，不能高效的完成任务。知识框架的反馈是对一节内容的回顾和总结，使学生进一步明确本节的学习任务及学习目的。
注意多联系实际生活、多涉及物理学的前沿科学。这样做的目的很简单，就是让学生知道为什么要学习物理，学习物理有什么用，让学生领略到物理知识如何与现实世界联系在一起。这样才能激发学习的兴趣，才是真正想探寻科学世界奥秘的不竭动力。体现在《多普勒效应》的教学设计上，由“火车疾驶而过时声音由高变低”的现象引入到最后由“雷达测速”、“红移现象”、“医疗上的彩超”等实际应用结束，不仅实现了知识结构的完整性，也体现了物理在日常生活方方面面的实际作用，不仅达到了本节的教学目的，也从根本上激发了学生学习物理的积极性。