《霍尔效应》教案.docx

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1、霍尔效应教案多普勒效应 第八节多普勒效应本节教材分析：多普勒效应是在波源与视察者之间有相对运动时产生的现象.这比波动现象又困难了一些.本节以声波为例介绍多普勒效应，缘由是声波比较常见，易于为学生接受.本节教学中应留意：1.只要求对多普勒效应做定性的分析说明.使学生对多普勒效应有初步的了解，教学中留意不要引申.2.教学时为理解多普勒效应，必需使学生知道波源的频率与视察者接收到的频率的区分.教学中可多举一些例子，结合学生的实际进行讲解.3.多普勒效应在现代生产和生活中有广泛的应用，除了课本中提到的，还可依据实际状况补充介绍一些应用实例，以开阔眼界和引起爱好.教学目标：1.知道波源的频率与视察者接收

2、到的频率的区分.2.知道什么是多普勒效应，知道它是在波源和视察者之间有相对运动时产生的现象.3.了解多普勒效应的一些应用.教学重点：1.知道波源的频率与视察者接收到的频率的区分.2.知道什么是多普勒效应，知道它是在波源与视察者之间有相对运动时产生的现象.3.了解多普勒效应的一些应用.教学难点：波源的频率与视察者接收到的频率的区分.教学方法：讲练法、阅读法、分析法.教学用具：投影仪、投影片、录像带.教学过程一、引入放录像火车在进站和出站时拉响汽笛的过程.留意提示学生听进站和出站时笛声的区分.学生叙述听到的声音状况火车进站向你驶来时，音调变高；火车出站驶离你时，音调变低.老师同是汽笛发声，为什么会

3、产生两种不同的现象呢？本节课我们就来探讨这种现象.板书多普勒效应二、新课教学（一）多普勒效应当波源和视察者之间有相对运动时，视察者会感到频率发生改变的现象，叫多普勒效应。这一效应是奥地利物理学家多普勒在1842年首先发觉的，所以称为多普勒效应。多普勒效应是在波源与视察者之间有相对运动时产生的现象.(二)多普勒效应的说明1.波源的频率与视察者接收到的频率波源的频率等于单位时间内波源发出的完全波的个数。这时因为声源完成一次全振动，向外发出一个波长的波，频率表示单位时间内完成的全振动的次数。视察者接收到的频率等于视察者在单位时间内接收到的完全波的个数。2多普勒效应的产生当波源和视察者相对于介质都不动

4、时，视察者接收到波的频率等于波源的频率。波源相对于介质不动，当视察者朝着波源运动时，视察者接收到的频率增大；当视察者远离波源时，视察者接收到的频率减小。当视察者的速度与波速相等时接收不到波，此时接收到的频率变为零。视察者相对于介质不动，当波源接近视察者时，视察者接收到的频率增大；波源远离视察者时，视察者接收到的频率减小。小结并板书：当波源与视察者有相对运动时，假如二者相互接近，视察者接收到的频率增大；假如二者远离，视察者接收到的频率减小。强调：在多普勒效应中，波源的频率是不变的，只是由于波源和视察者之间有相对运动，视察者感到频率发生了改变。3用CAI课件分别展示视察者远离波源，靠近波源的状况.

5、(三)多普勒效应的应用1.老师讲不仅是机械波，以后要学到的电磁波和光波，也会发生多普勒效应.板书：多普勒效应是波动过程共有的特征.2.学生阅读课文最终一段3.学生总结多普勒效应的应用：?有阅历的铁路工人可以从火车的汽笛声推断火车的运动方向和快慢.有阅历的战士可以从炮弹飞行时的尖叫声推断飞行的炮弹是接近还是远去.交通警察向行进中的汽车放射一个已知频率的电磁波，波被运动的汽车反射回来时，接收到的频率发生改变，由此可指示汽车的速度.由地球上接收到遥远天体发出的光波的频率可以推断遥远天体相对于地球的运动速度.三、小结用投影片出示小结思索题：1.叙述波源的频率和视察者接收到的频率的区分.2.什么是多普勒

6、效应？3.举例说明多普勒效应的应用.四、板书设计 五、作业：阅读课文内容 光电效应 光电效应光量子（光子）：E=h试验结论光子说的说明1、每种金属都有一个极限频率入射光的频率必需大于这个频率才能产生光电效应电子从金属表面逸出，首先须克服金属原子核的引力做功（逸出功W），要使入射光子的能量不小于W，对应频率即是极限频率。 2、光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光的频率增大而增大电子汲取光子能量后，只有干脆从金属表面飞出的光电子，才具有最大初动能即： 3、入射光照耀到金属板上时间电子的放射机率是瞬时的，一般不会超过10-9S光照耀金属时，电子汲取一个光子（形成光电子）的能量后，动能马上

7、增大，不须要积累能量的过程。4、当入射光的频率大于极限频率时，光电流强度与入射光强度成正比当入射光的频率大于极限频率时，入射光越强，单位时间内入射到金属表面的光子数越多，产生的光电子数越多，射出的光电子作定向移动时形成的光电流越大。（1）产生光电效应的条件：极；hW（2）发生光电效应后，入射光的强度与产生的光电流成正比。（3）光电效应方程,W=h极；（4）光电管的应用能级一、核式结构模型与经典物理的冲突（1）依据经典物理的观点推断：在轨道上运动的电子带有电荷，运动中要辐射电磁波。电子损失能量，它的轨道半径会变小，最终落到原子核上。由于电子轨道的改变是连续的，辐射的电磁波的频率也会连续改变。事实

8、上：原子是稳定的；辐射的电磁波频率也只是某些确定值。二、玻尔理论轨道量子化：电子绕核运动的轨道半径只能是某些分立的数值。对应的氢原子的轨道半径为：rn=n2r1(n=1,2,3,)，r1=0.5310-10m。能量状态量子化：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，这些状态的能量值叫能级，能量最低的状态叫基态，其它状态叫激发态。原子处于称为定态的能量状态时,虽然电子做加速运动,但并不向外辐射能量.氢原子的各能量值为：跃迁假说：原子从一种定态跃迁到另一种定态要辐射（或汲取）肯定频率的光子，即：h=Em-En三、光子的放射和汲取（1）原子处于基态时最稳定，处于较高能级时会自发地向低能级跃迁，经过一次

9、或几次跃迁到达基态，跃迁时以光子的形式放出能量。（2）原子在始末两个能级Em和En（mn）间跃迁时放射光子的频率为，其大小可由下式确定：h=Em-En。（3）假如原子汲取肯定频率的光子，原子得到能量后则从低能级向高能级跃迁。（4）原子处于第n能级时，可能观测到的不同波长种类N为：考点分析：考点：波尔理论：定态假设；轨道假设；跃迁假设。考点：h=Em-En考点：原子处于第n能级时，可能观测到的不同波长种类N为：考点：原子的能量包括电子的动能和电势能（电势能为电子和原子共有）即：原子的能量En=EKn+EPn.轨道越低，电子的动能越大，但势能更小，原子的能量变小。电子的动能：，r越小，EK越大。原

10、子物理一、原子的核式结构二、自然放射现象、衰变衰变次数的计算方法：依据质量数的改变计算次数，其次数n=质量数的改变量/4；依据电荷数的改变，计算衰变次数。中子数的改变量=2衰变次数+衰变次数。三、半衰期的计算半衰期计算公式:；m为剩余质量；mO为原有质量；t为衰变时间；为半衰期。四、核反应方程五、核能的计算核反应释放的核能：E=mc2或E=m931.5Mev 10.8多普勒效应高二物理教案10-8 10.8多普勒效应 一、教学目标?知道波源的频率与视察者接收到的频率的区分?知道什么是多普勒效应，知道它是在波源与视察者之间有相对运动时产生的现象了解一些它的应用 二、教学重点：多普勒效应产生的缘由

11、 三、教学方法：多媒体协助教学 四、教具：计算机、大屏幕、多媒体教学课件 五、教学过程： （一）引入新课我们在前面的探讨中，波源和视察者都是相对介质静止的，波源的频率和视察者感觉到的频率是相同的，若波源或视察者或它们两者均相对介质运动，则视察者感觉到的频率和波源的真实频率一般并不相同，这种现象称为多普勒效应。火车进站，笛声较高，火车出站，笛声较低，就是这种现象。 （二）进行新课【板书】第八节多普勒效应一、多普勒效应为了便于探讨，我们可分三种状况来探讨多普勒效应。设波速为v，视察者运动速度为v人，波源运动速度为v源，均以介质为参考系。【板书】二、多普勒效应成因【板书】1、波源相对介质静止，即v源

12、=0，视察者以速度v人相对介质运动。设速度v=100m/s，波源频率f=100Hz，则周期T=0.01s，=Vt=1m。在波源、视察者相对介质静止时，则在t=1s里有100个波传到视察者A位置（因为在一个周期内波向前传播一个波长），视察者感觉到的频率与波源频率相同。当波源不动，视察者以v人=10m/s的速度向波源运动，则在t=1s里，视察者从A到B位置（课本图10-36），感受到的波的个数为：n=(v+v人)t=(100+10)1=110个，这样视察者感受到的频率（f=110Hz）就比波源的频率(f=100Hz)要高。假如视察者远离波源运动，则在t=1s里，视察者从A到C位置，感受到的波的个数

13、为：n=(v-v人)t=(100-10)1=90个，这样视察者感受到的频率（f=90Hz）就比波源的频率(f=100Hz)要低。同学们可以思索一下，假如视察者远离波源的运动速度v人=100m/s或v人100m/s，那么视察者感受到的频率如何？他感觉到波源的位置有无改变？【板书】2、视察者相对于介质静止，波源以速度v源相对介质运动。课本图10-37所示，设视察者在A位置不动，波源以v源=10m/s的速度向视察者运动，此时相对视察者来说波速为：v+v源=100+10=110m/s，因此视察者在t=1s里感受到的波有110个，所以视察者感受到的频率（f=110Hz）就比波源的频率(f=100Hz)要

14、高。要留意的是，在波源运动的过程中，波速事实上并不变更，但在相同的距离中却多了10个完整的波，这是波在介质中被匀称挤压，使波长变短了的原因，如图10-26所示。同理，假如波源远离视察者，则视察者感受到的频率就比波源的频率要低。【板书】3、波源、视察者同时相对介质运动。可引导学生进行思索探讨，加深对多普勒效应的理解。当波源与视察者相对运动时，假如二者相互靠近，视察者感觉到的频率将增大；假如二者相互远离，视察者感觉到的频率将减小。（三）课件演示，课堂小结打开计算机，演示“多普勒效应”教学课件（通过课件演示，形象直观地再现生活中的“多普勒效应”现象，给学生再次留下清楚直观的印象，从而收到良好的教学效

15、果。）（四）课堂练习视察者站在铁道旁，一辆以某一速度运动的火车向视察者迎面驶来，同时发出汽笛声，下面推断正确的是：（）A视察者感受到汽笛生的的频率越来越大声波的速度越来越大传向视察者的声波的波长变短传向视察者的声波的波长变长答案：（五）作业复习教材内容。参考题：1、关于多普勒效应，下列说法正确的是（）A多普勒效应是由于波的干涉引起的多普勒效应说明波源的频率是改变的多普勒效应是由于波源与视察者之间的相对运动产生的只有声波才可以产生多普勒效应、当火车进站鸣笛时，我们可听到的声调（）越来越高越来越低沉变高不知声速和火车车速，不能推断教学建议、本节主要以声波为例介绍多普勒效应它比较常见，易于为学生接受

16、，而且只对多普勒效应做定性的分析说明，使学生对多普勒效应有初步的了解，教学中要留意不宜引伸、多普勒效应是在波源与视察者之间有相对运动时产生的现象，这比波动现象又困难了一些要理解多普勒效应，学生必需先知道波源的频率与视察者接收到的频率的区分，这是学习本节的关键课本结合示意图重点说明白这一问题教学中可结合学生实际进行讲解、本节有一“旁批”，用“极端假设”的方法，帮助学生想象视察者远离波源时，接收到的频率减小的道理，以理解多普勒效应，教学中可引导学生思索、多普勒效应在现代生产和生活中有广泛的应用，除了课本中提到的，还可依据实际状况补充介绍一些应用实例，以开阔眼界和引起爱好参考文章：中学物理（试验修订

17、本其次册）中，增加了必学内容多普勒效应在日常生活和工程技术方面，多普勒效应的应用特别广泛，如测定遥远天体相对地球的运动速度，人造地球卫星的运动状况，流体的流淌，潜艇的速度，还可应用于报警，检查车速，医学诊断等笔者在此对声波的多普勒效应探讨简介如下：一、什么是多普勒效应在日常生活中，我们有过这样的阅历，在铁路旁听行驶中火车的汽笛声，当火车鸣笛而来时，人们会听到汽笛声的音调变高相反，当火车鸣笛而去时，人们则听到汽笛声的音调变低像这样由于波源或视察者相对于介质有相对运动时，视察者所接收到的波频率有所改变的现象就叫做多普勒效应这种现象是奥地利物理学家多普勒（18031853）于1842年首先发觉的，因

18、此以他的名字命名二、多普勒效应的演示试验在上述火车鸣笛的例子中，事实上火车鸣笛的频率并没有变更，而是由于声源和视察者之间有相对运动，使人耳接收到声音的频率发生了改变，所以人耳听到汽笛的音调发生了改变为了说明这个问题，我们可以用水波代替声波（都是机械波），做如下演示试验图1在盛有清水的大水槽中，以一端粘有直径约为8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1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水纹变密、波长缩短，右壁接收圆波的频率变大，而振源中心到左槽壁的水纹变疏

19、，波长增大，左槽壁接收圆波的频率变小，波形如图2所示（做该试验时，水槽尽量大些，为削减反射波的影响，可用多层纱布条缝叠在一起，挂在水槽壁内，以汲取传到槽壁的圆波）图2该试验仪器结构简洁，易于取材，制作简便，便于操作，直观性强，可信度高，具有较好的试验效果试验结果表明，单振子（振源）本身的频率并没有变更，而是水槽壁（接收者）接收的水波的频率发生了改变，这就与上述火车鸣笛的状况相类似了通过该试验的演示，我们就不难理解波的多普勒效应了三、声波多普勒效应的理论分析结合教材的阐述，我们还知道，当波源与视察者有相对运动时，假如二者相互接近，视察者接收到波的频率增大；假如二者远离，视察者接收到波的频率减小对

20、于这种改变关系，下面笔者由浅入深地分三种状况针对声波做如下探讨首先，设声源速度为，接收者速度为B，表示声波在介质中的传播速度，当声源向接收者运动时，取正值，而背离接收者运动时，取负值；当视察者向声源运动时，B取正值，而背离声源运动时，B取负值，波速总取正值1声源不动，视察者以速度B相对于介质运动，即S0、B0时如视察者向着声源运动，则B0因视察者以速度B迎向声源运动，相当于波以速度B通过接收者单位时间内接收到的波数就是接收到的频率，即（B）（B）（）（B）1（B）该式表明：当视察者向声源运动时，接收到的频率为声源频率的1（B）倍；当视察者背离声源运动时，B0，则，即视察者接收到的频率小于声源的

21、振动频率读者可自行分析当B时，会发生什么状况?2视察者不动，声源以速度相对于介质运动，即0，0时图3如声源向着视察者运动，这时0假定，因为声速仅确定于介质的性质，与声源的运动与否无关所以在一个周期T内声源在S点发出的振动向前传播的距离等于波长如声源不动，则波形如图3中实线所示；但若声源运动，则在一个周期的时间内声源在波的传播方向上通过一段路程?T而达到S点，结果整个波形如图3中点S、B间的虚线所示由于声源做匀速运动，所以，波形无畸弯只是波长变小，其值为（）（1）所以视察者在单位时间内接收到的波数为（）该式表明：当声源向着视察者运动时，视察者接收的频率是声源频率的（）倍如声源背离视察者运动，则0

22、，所以有，即视察者接收到的频率比声源频率降低了现在我们就不难明白前述火车相对视察者运动时音调改变的本质缘由了从以上所探讨的两种状况中，我们不难看出，无论是接收者相对介质运动还是声源相对介质运动，接收者接收到波的频率的改变状况虽然一样，但两种改变的本质机理却不同前者是由相对波速的改变引起，而后者是由波长的改变引起依据以上两种状况的探讨，我们可以很简单证明，当视察者和声源同时相对介质运动，即0、0时，视察者接收到声波的频率为（）（）（）（）该式也可以说是以上两种探讨的综合，假如在和两个量中有一个为零时，就可得出上面的、式分别所表示的两种状况四、波的多普勒效应的科学应用多普勒效应是波动过程所具有的共

23、同特性，不仅声波（机械波）有多普勒效应，光波也具有多普勒效应，天体物理学家正是依据光波的多普勒效应，通过对遥远星系发出来的光进行光谱分析，发觉了“红移”现象，从而有力地证明白宇宙膨胀论，即宇宙中的遥远天体正在以肯定的速度离我们远去；有阅历的铁路工人可以依据火车的汽笛声推断火车的运行方向及快慢；交通指挥系统可以依据电磁波的多普勒效应，指示出汽车的位置及速度在军事上，可以判定导弹、潜艇的运行方向及速度大小；在天文学上可以测定人造卫星或星球相对地球的运行速度；在医学上，可以利用超声波的多普勒效应对心脏跳动状况进行诊断总之，多普勒效应在科学技术上有着广泛的应用 光电效应 光子 教学目标学问目标（1）知

24、道光电效应现象（2）知道光子说的内容，会计算光子频率与能量间的关系（3）会简洁地用光子说说明光电效应现象（4）知道光电效应现象的一些简洁应用 实力目标培育学生分析问题的实力 教学建议 教材分析 分析一：课本中先介绍光电效应现象，再学习光子说，最终用光子说说明光电效应现象产生的缘由。本节内容说明光具有粒子性，从而引出量子论的基本学问。分析二：光电效应有如下特点：光电效应在极短的时间内完成；入射光的频率大于金属的极限频率才会发生光电效应现象；在已经发生光电效应的条件下，逸出的光电子的数量跟入射光的强度成正比；在已经发生光电效应的条件下，光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大。 教法建议建议一：

25、对于光电效应现象先要求学生记住光电效应的试验现象，然后运用光子说去说明它，这样可以加深学生的理解。建议二：学生应当会依据逸出功求发生光电效应的极限频率，但可以不要求运用爱因斯坦光电效应方程进行计算。 教学设计示例光电效应、光子 教学重点：光电效应现象 教学难点：运用光子说说明光电效应现象 示例： 一、光电效应 1、演示光电效应试验，视察试验现象 2、在光的照耀下物体放射光子的现象叫光电效应 3、现象： （1）光电效应在极短的时间内完成； （2）入射光的频率大于金属的极限频率才会发生光电效应现象； （3）在已经发生光电效应的条件下，逸出光电子的数量跟入射光的强度成正比； （4）在已经发生光电效应

26、的条件下，光电子最大初动能随入射光频率的增大而增大。 4、学生看书上表格常见金属发生光电效应的极限频率 5、提出问题：为什么会发生3中的现象 二、光子说 1、普朗克的量子说 2、爱因斯坦的光子说 在空间传播的光不是连续的，而是一份份的，每一份叫做光量子，简称光子。 三、用光子说说明光电效应现象 先由学生阅读课本上的说明过程，然后老师提出问题，由学生说明。 四、光电效应方程 1、逸出功 2、爱因斯坦光电效应方程 对一般学生只需简洁介绍 对层次较好的学生可以练习简洁计算，深化理解方程的意义 例题：用波长200nm的紫外线照耀钨的表面，释放出的光电子中最大的动能是2.94eV.用波长为160nm的紫外线照耀钨的表面，释放出来的光电子的最大动能是多少？ 五、光电效应的简洁应用 六、作业 探究活动 题目：光电效应的应用组织：分组方案：分组利用光电二极管的特性制作小独创评价：可操作性、创新性、好用性 第16页 共16页第 16 页 共 16 页第 16 页 共 16 页第 16 页 共 16 页第 16 页 共 16 页第 16 页 共 16 页第 16 页 共 16 页第 16 页 共 16 页第 16 页 共 16 页第 16 页 共 16 页第 16 页 共 16 页