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大物论文多普勒效应

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大物论文多普勒效应

简单粗暴的方式就是好别人发表的文章(应用物理)上的,把他们的格式套过去~

声波多普勒效应公式修正及实验验证方法摘要 凡是流体都有粘性,当固体在流体中运动时,流体会在固体表面形成边界层。据此推断,用以描述声波多普勒效应的公式应被修正为Fr=Fs*sqrt[(u+v)/(u-v)],并给出验证该公式是否成立的实验方法。大家知道,物理学一直沿用奥地利人J.C.Doppler于1842年给出的公式描述声波多普勒效应。考虑声波的发射器与接收器沿彼此连线在介质中以匀速 靠近。根据J.C.Doppler给出的公式,取介质为参考系,当发射器静止,接收器运动时,接收频率Fr与发射频率Fs的对应关系为Fr=Fs*[(u+v)/u] (1)当接收器静止,发射器运动时,Fr与Fs的对应关系为Fr=Fs*[u/(u-v)] (2)若发射器与接收器为一体(如头上长着发声的嘴巴和听声的耳朵)并与某反射物相互靠近时,则在前两种条件下,Fr与Fs的对应关系为Fr=Fs*[(u+v)/(u-v)] (3) 虽然声波多普勒效应属于日常现象,但是从实验上看,实验值从未对公式(1)和(2)进行有效鉴别。在有限的声波多普勒效应实际应用中,如彩色多普勒超声技术,又都是将公式(3)做为设计原理。发射器与接收器只有在流体介质中作相对运动时才会发生声波多普勒效应。所有流体都有粘性,当固体在流体中运动时,流体会在固体表面形成边界层,换句话说,当两个固体在流体中沿彼此连线作相对匀速运动时,处于两个固体之间连线上各点流体的流动速度相对于其中任何一个固体都由近及远地存在着从0到v的梯度变化过程。当一个固体发射器或接收器在流体介质中运动时,从它的表面到附近区域会因流体介质边界层的影响而使得流体介质的流动速度由近及远地存在着从0到v的梯度变化。与此相对应,声波从发射器通过中间流体介质传播到接收器,声波的传播速度相对于发射器从u渐减到u-v,相对于接收器从u+v渐减到u。由此推断,认为公式(3)是由Ff=Fs*sqrt[(u+v)/(u-v)]和Fr=Ff*sqrt[(u+v)/(u-v)] 合成的似乎更为合理(Ff表示反射频率),即公式(1)和(2)可用一个全新的公式Fr=Fs*sqrt[(u+v)/(u-v)] (4)来加以修正。若将公式(4)分别改写为Fr=Fs*[(u+v)/u]/sqrt(1-vv/uu)、Fr=Fs*[u/(u-v)]*sqrt(1-vv/uu)则可非常明显地看出,根据公式(4)得出的Fr值大于根据公式(1)得出的Fr值且小于根据公式(2)得出的Fr值。 利用实验验证公式(4),需要通过两次实验来完成,即发射器静止,接收器运动和接收器静止,发射器运动两种实验方法。在Fs、u、v值保持不变条件下,只要两次实验得出的实验值ΔF=Fr-Fs也保持不变,就足以被视为令人信服的判定公式(4)成立的实验验证证据。

很基础的方案.物理的最后一章讲了一点儿狭义相对论的原理及一些常用公式.如果你们高数或者微积分已经学完了,可以试从从麦克斯韦方程组开始试着解释论动体的电动力学论文中提到的1个至2个公式.这个题目要想做好的话,可以用心去做.要想忽悠的话,就算推导时出了点儿错,估计都不会被老师发现,因为没几个人愿意去看那些偏微分方程组.

由于,声源和听的人有相对位移

多普勒效应及其应用毕业论文

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。

1。想说明多普勒现象后面的意味,似无必要非得用球面波来思考,不用把空间的方向性拉进来,用一个最简单的平面波更好想像。速度等于波长乘频率,似乎是无条件正确的呀,这就是一个定义,只是要注意速度是一个矢量,在各分量上这定义没什么问题。2。多普勒的解释有两种,一种用狭义相对论的时间和空间的相对性(洛仑兹变换公式)可推导出来,另一种用牛顿力学的运动方程就能推出来。其背后的意思就是物理量的相对性和时空的相通性。A和B相对静止,A看到B发出的波长(比如声波),是一个值,A和B有相对运动时,看到的波长(峰与峰的距离)是另一个值。

深度解析“多普勒效应”,被应用于医学检测血管

关于多普勒效应论文范文资料

多普勒效应简单讲,就是信号源相对于观测点做运动时,观测到的信号频率会随着信号源的移动速度和角度的不同而发生变化。

在运动的波源前面,波被压缩,波长变得较短,频率变得较高(蓝移blue shift);在运动的波源后面时,会产生相反的效应。

波长变得较长,频率变得较低(红移red shift);波源的速度越高,所产生的效应越大。根据波红(蓝)移的程度,可以计算出波源循着观测方向运动的速度。

扩展资料

多普勒效应简单讲,就是信号源相对于观测点做运动时,观测到的信号频率会随着信号源的移动速度和角度的不同而发生变化。这个频率的展宽或是缩减(频率变化),就叫做多普勒频率。超声测血液流速就是利用了多普勒效应。

生活中也有实例,火车开过的时候,离的越近,汽笛的声音越粗,开的越远,声音越尖锐,这就是由于火车的移动,导致我们观测到的汽笛声频率发生了变化。

参考资料来源:百度百科-多普勒效应

多普勒效应的含义:

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(蓝移blue shift)。

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。

多普勒效应的发现原因:

1842年奥地利一位名叫多普勒的数学家、物理学家。一天,他正路过铁路交叉处,恰逢一列火车从他身旁驰过,他发现火车从远而近时汽笛声变响,音调变尖,而火车从近而远时汽笛声变弱,音调变低。

他对这个物理现象感到极大兴趣,并进行了研究。发现这是由于振源与观察者之间存在着相对运动,使观察者听到的声音频率不同于振源频率的现象。

参考资料:百度百科词条——多普勒效应

因为波的传播速度和运动者的速度会叠加,导致波相对运动者的速度发生变化

多普勒效应 多普勒效应是为纪念Christian Doppler而命名的,他于1842年首先提出了这一理论。 他认为声波频率在声源移向观察者时变高,而在声源远离观察者时变低。一个常被使用的例子是火车,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。 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是更接近你自己。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。奥地利物理学家多普勒生于1803年,是萨尔茨堡一名石匠的儿子。父母本来期望他子承父业,可是他自小体弱多病,无法当一名石匠。他们接受了一位数学教授的意见,让多普勒到维也纳理工学院学习数学。多普勒毕业后又回到萨尔茨堡修读哲学课,然后再到维也纳大学学习高级数学、天文学和力学。 毕业后,多普勒留在维也纳大学当了四年教授助理,又当过工厂的会计员,然后到了布拉格一所技术中学任教,同时任布拉格理工学院的兼职讲师。到了1841年,他才正式成为理工学院的数学教授。多普勒是一位严谨的老师。他曾经被学生投诉考试过于严厉而被学校调查。繁重的教务和沉重的压力使多普勒的健康每况愈下,但他的科学成就使他闻名于世。1850年,他获委任为维也纳大学物理学院的第一任院长,可是他在三年后便辞世,年仅四十九岁。 著名的多普勒效应首次出现在1842年发表的一篇论文上。1842年,奥地利物理学家多普勒带着女儿在铁道旁散步时就注意到了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。广义的多普勒效应 多普勒效应不仅仅适用于声波,它也适用于所有类型的波,包括光波、电磁波。科学家Edwin Hubble使用多普勒效应得出宇宙正在膨胀的结论.他发现远处银河系的光线频率在变高,即移向光谱的红端.这就是红色多普勒频移,或称红移.若银河系正移向他,光线就成为蓝移.。 在移动通信中,当移动台移向基站时,频率变高,远离基站时,频率变低,所以我们在移动通信中要充分考虑"多普勒效应"。当然,由于日常生活中,我们移动速度的局限,不可能会带来十分大的频率偏移,但是这不可否认地会给移动通信带来影响,为了避免这种影响造成我们通信中的问题,我们不得不在技术上加以各种考虑。也加大了移动通信的复杂性。 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(包括电磁波)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.多普勒效应的广泛应用一、雷达测速仪 检查机动车速度的雷达测速仪也是利用这种多普勒效应。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.装有多普勒测速仪的警车有时就停在公路旁,在测速的同时把车辆牌号拍摄下来,并把测得的速度自动打印在照片上。二、多普勒效应在医学上的应用 在临床上,多普勒效应的应用也不断增多,近年来迅速发展起超声脉冲Doppler检查仪,当声源或反射界面移动时,比如当红细胞流经心脏大血管时,从其表面散射的声音频率发生改变,由这种频率偏移可以知道血流的方向和速度,如红细胞朝向探头时,根据Doppler原理,反射的声频则提高,如红细胞离开探头时,反射的声频则降低。三、宇宙学研究中的多普勒现象 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。四、移动通信中的多普勒效应 在移动通信中,当移动台移向基站时,频率变高,远离基站时,频率变低,所以我们在移动通信中要充分考虑"多普勒效应"。当然,由于日常生活中,我们移动速度的局限,不可能会带来十分大的频率偏移,但在卫星移动通信中,当飞机移向卫星时,频率变高,远离卫星时,频率变低,而且由于飞机的速度十分快,所以我们在卫星移动通信中要充分考虑"多普勒效应"。为了避免这种影响造成我们通信中的问题,我们不得不在技术上加以各种考虑。也加大了移动通信的复杂性。当你站在公路旁,留意一辆快速行驶汽车的引擎声音,你会发现在它向你行驶时声音的音调会变高(即频率变高),在它离你而去时音调会变得低些(即频率变低)。这种现象叫做多普勒效应。在光现象里同样存在多普勒效应,当光源向你快速运动时,光的频率也会增加,表现为光的颜色向蓝光方向偏移(因为在可见光里,蓝光的频率高),即光谱出现蓝移;而当光源快速离你而去时,光的频率会减小,表现为光的颜色会向红光方向偏移(因为在可见光里,红光的频率低),即光谱出现红移。在进一步研究多谱勒效应之前,先让我们了解一下有关波的基本知识:如果我们将一个小石块投入平静的水面,水面上会产生阵阵涟漪,并不断地向前传播。这时波源处的水面每振动一次,水面上就会产生一个新的波列。 设波源的振动周期为T,即波源每隔时间T振动一次,则水面上两个相邻波列之间的距离就为VT,其中V是波在水中的传播速度。在物理学中我们把这一相邻波列之间的距离称为波长,用符号λ表示。这样,波的波长、波速及振动周期三者的关系就可表示为:λ=VT (1)由于波源振动一次所需的时间为T,则波源在单位时间内振动的次数就为1/T。物理学上,把波源在单位时间内振动的次数称为波的频率,用f表示。这样,它和周期的关系就可表示为f=1/T, 或T=1/f (2) 综合(1)式和(2)式可得:λ=VT=V/f (3) 此式是我们讨论与波有关问题的基本公式,虽然是对水波的传播总结出来的,但它对一切波都适用。 实验研究表明:对于确定的介质,波的传播速度V是一个定值。所以,当波在某一确定的介质中传播时,它的波长λ与它的周期成正比(与频率成反比)。即波的频率越高,周期越小,其波长越短;反之,波的频率越低,周期越大,其波长越长。 对声波而言,声音的频率决定着声音的音调。即声波的频率越高,声波的音调也越高,声音也越尖、越细,甚至越刺耳。根据上述的结论,产生高音的声源振动较慢,振动周期长,对应声波的波长也较长。例如:10000Hz的声波的波长是100Hz声波波长的1/100。 而在可见光中,光波的频率决定着色光的颜色。频率由低到高依次对应红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。其中红光频率最低,波长最长;紫光的频率最高,但波长最短。 下面我们就结合以上的背景知识一起来探究一下有关光的多谱勒效应:假设有个光源每隔时间T发出一个波列,即光源的周期为T。如图,当它静止时相邻两个波列时间间隔为 T,距离间隔为 λ=cT 式中c表示光速。当光源以速度V离开观察者时,在每两个相邻的波列之间的时间里光源移动的距离为VT,于是下一个波峰到达观察者所需的时间便增加了VT/c,所以,相邻的两个波峰到达观察者那里所需的时间就为: T’=T+VT/c>T 即这时相对于观察者而言,光波的周期变长了,频率变低了。根据上面关于频率于光色之间的关系可知,次光的颜色会向红光偏移。物理学上,把这一现象称为红移。这时到达观察者那里的两个相邻的波列的距离,即波长就变为 λ’=cT+VT 即波长变长了。这两个波长的比值为 λ’/λ= T’/T=1+V/c 即波长增加了V/c,我们把这个相对增加量就成为红移量,它取决于光源的远离速度。由于一般情况下V<< c,所以看不到光谱的红移现象;仅当V与c可以比较时,才有可能出现较为明显的红移现象。例如室女座星系团正以约1000公里/秒的速度离开我们的银河系,于是它的频谱上任何谱线的波长都要比正常值大一个比率 λ’/λ=1+V/c =1+10000/300000=1.0033若光源是向着观察者运动的,这时只需将以上公式中V改为-V就可以了。所不同的是,这时将出现光的蓝移现象。根据光源的移动速度,我们可以计算出光在频谱中的偏移量;反之,根据光在频谱中的偏移量,我们也可以计算出光源相对我们的移动速度。理解这一点,我们就不难理解哈勃定律的发现过程了。

大学物理论文光电效应

现象:光电效应是物理学中一个重要而神奇的现象,在光的照射下,某些物质内部的电子会被光子激发出来而形成电流,即光生电 .光电现象由德国物理学家赫兹于1887年发现,而正确的解释为爱因斯坦所提出.科学家们对光电效应的深入研究对发展量子理论起了根本性的作用. 原理: 1905年,爱因斯坦提出光子假设,成功解释了光电效应,因此获得1921年诺贝尔物理奖.光照射到金属上,引起物质的电性质发生变化.这类光变致电的现象被人们统称为光电效应(Photoelectric effect).光电效应分为光电子发射、光电导效应和光生伏特效应.前一种现象发生在物体表面,又称外光电效应.后两种现象发生在物体内部,称为内光电效应.赫兹于1887年发现光电效应,爱因斯坦第一个成功的解释了光电效应(金属表面在光辐照作用下发射电子的效应,发射出来的电子叫做光电子).光波长小于某一临界值时方能发射电子,即极限波长,对应的光的频率叫做极限频率.临界值取决于金属材料,而发射电子的能量取决于光的波长而与光强度无关,这一点无法用光的波动性解释.还有一点与光的波动性相矛盾,即光电效应的瞬时性,按波动性理论,如果入射光较弱,照射的时间要长一些,金属中的电子才能积累住足够的能量,飞出金属表面.可事实是,只要光的频率高于金属的极限频率,光的亮度无论强弱,光子的产生都几乎是瞬时的,不超过十的负九次方秒.正确的解释是光必定是由与波长有关的严格规定的能量单位(即光子或光量子)所组成.光电效应里电子的射出方向不是完全定向的,只是大部分都垂直于金属表面射出,与光照方向无关.光是电磁波,但是光是高频震荡的正交电磁场,振幅很小,不会对电子射出方向产生影响.光电效应说明了光具有粒子性.

21世纪是知识爆炸的时代,大学物理也不例外。这是我为大家整理的大学物理学术论文,仅供参考!

中学物理中的物理模型

摘要:本文阐述了物理模型的概念、功能,中学物理教材中常见的六种物理模型,物理模型在中学物理教学中地位和作用,以及中学阶段在物理模型的教学过程中应该注意的若干问题。

关键词:中学物理;教学;物理模型

一、物理模型的概念及功能

物理学所分析、研究的实际问题往往很复杂,有众多的因素,为了便于着手分析与研究,物理学往往采用一种“简化”的方法,对实际问题进行科学抽象化处理,保留主要因素,略去次要因素,得出一种能反映原物本质特性的理想物质(过程)或假想结构,此种理想物质(过程)或假想结构就称之为物理模型。

物理模型按其设计思想可分为理想化物理模型和探索性物理模型。前者的特点是突出研究客体的主要矛盾,忽略次要因素,将物体抽象成只具有原物体主要因素但并不客观存在的物质(过程),从而使问题简化。如质点模型、点电荷模型、理想气体模型、匀速直线运动模型等等。后者的特点是依据观察或实验的结果,假想出物质的存在形式,但其本质属性还在进一步探索之中。如原子模型、光的波粒二象性模型等等。

人们建立和研究物理模型的功能主要在于:

一是可以使问题的处理大为简化而又不会发生大的偏差,从中较为方便地得出物体运动的基本规律;

二是可以对模型讨论的结果稍加修正,即可用于对实际事物的分析和研究;

三是有助于对客观物理世界的真实认识,达到认识世界,改造世界,为人类服务之目的。

二、中学物理教材中经常碰到的几种物理模型

物理模型就它在实际问题中所扮演角色或所起作用的不同,可分为:

1.物理对象模型 即把物理问题的研究对象模型化。

例如质点,舍去和忽略形状、大小、转动等性能,突出它具有所处位置和质量的特性,用一个有质量的点来描述,又如点电荷、弹簧振子、单摆、理想变压器、理想电表等等,都是属于将物体本身的理想化。

另外诸如点光源、电场线、磁感线等,则属于人们根据它们的物理性质,用理想化的图形来模拟的概念。

2.物理过程模型 即把研究对象的实际运动过程进行近似处理。排除其在实际运动过程中的一些次要因素的干扰,使之成为理想的典型过程。

如研究一个铁球从高空中由静止落下的过程。首先应考虑吸引力,由公式F=GMm�r2可知,铁球越接近地面,F就越大,其次还要考虑空气阻力、风速、地球自转等影响。这样考查铁球下落运动过程就显得十分复杂,研究起来十分不便。为此,我们在研究过程上突出铁球下落的主要因素,即受重力作用,而忽略其它次要影响,并把重力视为恒力,通过如此简化,使研究问题简化,其研究结果也不致影响到基本规律的正确性。从而成为物理学中一个典型的运动过程,即自由落体运动。这种物理模型称之为过程模型。

教材中的匀速直线运动、简谐振动、弹性碰撞;理想气体的等温、等容、等压、绝热变化等等都是将物理过程模型化。

3.物理条件模型 如自由落体运动规律就是在建立了“忽略空气阻力,认为重力恒定”的条件模型之后才得出来的。力学中的光滑斜面;热学中的绝热容器;电学中的匀强电场、匀强磁场等等,也都是把物体所处的条件理想化了。

4.物理等效模型 即通过充分挖掘原有物理模型的特征去等效具有相似性质或特点的现象和相似运动形态的物质和运动。如将理想气体分子等效为弹性小球,并用弹性小球对器壁的碰撞去解释和推导气体压强公式,用单摆振动模型去等效类比电磁振荡过程等等。

5.物理实验模型 在实验的基础上,抓住主要矛盾,忽略次要矛盾,然后根据逻辑推理法则,对过程作进一步的分析,推理,找出其规律,得出实验结论。

如伽利略就是从斜槽上滚下的小球滚上另一斜槽,后者坡度越小,小球滚得越远的实验基础上提出了他的理想实验――在无摩擦力情况下,从斜槽滚下的小球将以恒定的速度在无限长的水平面上永远不停地运动下去,从而推翻了延续两千多年的“力是维持物体运动的不可缺少”的结论,为惯性定律(牛顿第一定律)的产生奠定了基础。

再如在研究电场强度时,设想在电场中放置一个不会引起电场变化的点电荷,去考查它在各点的F�q值等等。

6.物理数学模型 即建立以物理模型为描述对象的数学模型,进行对客观实体近似的定量计算,从而使问题由繁到简。如单摆的摆线与竖直方向的夹角不得大于50,使弧线计算转化为三角计算等等。

三、物理模型在中学物理教学中的地位和作用

1.建立正确鲜明的物理模型是物理学研究的重要方法和有力手段之一

物理学所研究的各种问题,在实际上都涉及许多因素,而模型则是在抓住主要因素,忽略次要因素的基础上建立起来的。它具有具体形象、生动、深刻地反映了事物的本质和主流这一重要属性。

如“质点”模型,在物体的宏观平动运动中,描述运动的物理量位移、速度、加速度等对同一物体来说其上各点都相同,在这些问题的研究中,运动物体的大小和形状是可不考虑的,故可将运动物体质点化,即用质点模型来取代真实运动的物体。

2.正确鲜明的物理模型本身就是重要的物理内容之一,它与相应的物理概念、现象、规律相依托

人们认识原子结构的进程中,从汤姆逊模型到卢瑟福模型的飞跃就是生动的反映。

爱因斯坦光电效应方程的建立成功地解释了光电效应,而它是建立在反映光粒子性的“光子”模型之上的。

诸多的事实都在说明大凡物理现象、过程、规律都直接与之相应的物理模型关联着;一定的物理模型又是最生动最集中地反映着相应的物理概念、现象、过程和规律,二者密不可分。

3.正确鲜明的物理模型的建立,使许多抽象的物理问题变得直观化、具体化、形象化

例如,电场线对电场的描述,磁感线对磁场的描述。分子模型对理解分子动理论的基本观点,原子核式结构对a粒子散射实验现象的解释;光子模型对光的粒子性的理解等等,凡是学物理的人都会感受到物理模型所给予的无可争辩的重要作用。

四、物理模型的教学要着眼于学生掌握建立正确鲜明的物理模型这一根本方法

物理模型是物理基础知识的一部分,属物理概念的范畴。学习前人为我们创造的各种物理模型是完成教学内容的重要组成部分,培养学生掌握这一方法,即对一个具体的物理内容、现象或过程能反映出一幅鲜明的“物理图景”,是培养学生科学思维能力的一个重要方面。为此,我们在教学中应注意如下几点:

1.讲清各物理模型设计的依据。物理模型看上去是独立的,但设计物理模型的思想是相通的。

2.讲授物理模型要前后呼应,触类旁通。运动学中建立的“质点”模型,发展到质点动力学中,万有引力定律中,以至物体转动问题中,还可引伸到单摆中的摆球,弹簧振子中的振子,甚至帮助我们建立电学中的点电荷模型,光学中的点光源模型。

3.物理模型思维贯穿在物理教学的过程中,随着人们对某个物理问题认识的不断深刻和提高,物理模型也必将随之完善和准确。例如对于光本性的问题,人们从牛顿的微粒说,惠更斯的波动说、电磁说、粒子说到波粒二象性,在此发展过程中光的模型也随之一次次地得到深化。

4.在平时的例题教学中也是处处体现了物理模型的重要地位和作用。解答各类物理习题,学生能否依据题意建立起相应的物理模型,是解题成败的重要环节。如果解题者所理解的题意中的物理模型与命题者的设计模型一致,题意就必然变得清晰鲜明,习题的难点便会随之而突破,这种例子是垂手可得的。

总之,物理模型的教学确实需要我们予以足够的重视,这个问题对提高我们的物理教学水平关系甚大。

物理猜想与中学物理教学

【摘 要】阐述物理猜想在中学物理教学中的意义及教师在物理课堂教学中引导学生进行物理猜想的方法。

【关键词】中学 物理猜想 物理教学

【中图分类号】 G 【文献标识码】 A

【文章编号】0450-9889(2014)11B-0076-02

随着基础教育课程改革的逐步深入,在新课程标准中,对高中生在学习物理过程中的学习能力提出了更高的要求,由此教会学生运用物理猜想方法可以让学生更有效地学好物理。为了促进中学生学会运用物理猜想方法,新课程的物理教材刻意设计了许多研究物理现象的活动。以此增进学生对物理知识的理解,提高学生学习物理知识的能力,例如提出问题、猜想与假设、合作与交流等能力。这些基本能力是确保科学研究各种物理现象得以顺利进行的前提和基础。只有通过猜想、假设,并经过许多的研究活动,才能使研究物理现象过程顺利完成。根据笔者这十多年的教学经验,总结出物理猜想对高中物理教学的作用以及如何通过物理猜想提高物理教学的经验,现浅谈自己的看法。

一、物理猜想对中学物理教学有着重要的意义

新课标义务教育阶段的物理课程中,提出要鼓励学生积极大胆地进行科学研究,使学生从基本的科学研究过程中学到科学研究的方法,最终达到提高他们的科学研究能力的目的。使学生养成尊重事实、大胆想象的科学习惯,发扬研究真理的科学精神;培养学生敢于质疑、勇于创新、战胜困难的信心和决心。在中学物理教学中教师的作用是引导学生进行科学猜想,引导学生进行科学探索活动,提升他们的科学探索创新能力。鼓励他们在研究活动过程中,根据已经了解的物理知识和物理现象,进行猜想与假设,然后设计实验,通过亲自动手做实验来验证自己的猜想与假设。因此,要达到新课标中的要求,笔者认为猜想在新课程标准的教学过程中的运用起到了关键的作用。物理猜想的运用是教育教学发展的要求,也是促进物理教育教学改革和发展的需要。笔者认为运用物理猜想法在中学物理教学中有以下几个重要的意义。

1.提高学生学习兴趣和增进学生学习主动性

学生往往对新生事物比较好奇,都希望能够尽快了解其中的知识、规律和奥秘。如果在中学物理教学过程中多鼓励学生对所要学习的物理现象猜想出其可能出现的某些现象或规律,那么不但能增强学生的新奇心,而且还能激发学生的探究意识和能力,使他们更能积极地深入到学习新知识当中。锻炼和培养中学生的物理猜想能力,能提高学生对研究物理问题的兴趣和欲望。兴趣和欲望正是学生学习物理知识的动力。因此,物理猜想是提高学生学习兴趣和增进学生主动学习的好方法。

2.提高学生的思维能力

在中学物理教学过程中,教师要经常通过提出问题并引导学生根据他们现有知识和理解问题的能力进行猜想,经过观察、实验、归纳、总结等进行严格推理和验证,使学生在学习物理知识的过程中逐渐提高他们的发散思维能力,也使他们思想更加灵活。因此通过猜想法不仅使学生容易理解和掌握物理知识,而且有利于提高学生的思维能力。

3.有利于学生巩固所学的物理知识

物理猜想是学生根据自己的思维意识进行推测,是开放性的思维方式。经过对事物仔细观察和辩别认识,提高了学生对事物整体性的研究,促进学生的思维进程,使学生迅速地理解和掌握新知识。如果这些新知识是由学生自己主动猜想后经过验证推理得来的,那么学生就比较容易接受。因此,这些物理现象及规律就会深深刻印在学生的心里,巩固这些新的物理知识。

4.培养学生创新能力

在新课程标准中,特别着重对中学生创新能力培养。科学的物理猜想是培养中学生创新能力的主要方法之一。科学的物理猜想对中学生创新能力的培养起着积极的作用,它能提高学生的反应能力和灵活解题能力。因此,科学的物理猜想能够非常有效地提高中学生的创新能力。

二、教师在物理课堂教学中引导学生进行物理猜想的方法

教师在教学过程中为了尽可能地发挥学生的想象能力,要根据学生现已掌握的物理知识、兴趣爱好和想象能力等引导学生提出猜想。教师如何更好地引导学生运用已掌握的物理知识和技能来构建出新的物理猜想呢?笔者认为,教师在实际教学过程中需要讲究提出猜想一些方法。

1.启发学生根据自己各种经历、各种经验和已学的知识提出猜想

科学发展的经验告诉我们,科学的猜想并非胡乱猜测,它需要有科学依据,要根据学生的经历、经验、生活常识等提出猜想。爱因斯坦创立的“相对论”起初就是根据前人的经验、自己的经历以及自己掌握的科学知识提出的猜想,然后通过观察、推理、推导、证明,才提出了理论依据,最后才建立了举世闻名的“相对论”。例如,在学习“自由落体运动”时,先让学生观察羽毛和铁片在有空气的玻璃管中同时下落的情况,再启发他们猜想如果将玻璃管中的空气抽出后,再让羽毛和铁片同时下落会出现什么情况。让学生猜想并记下这些猜想,然后通过演示实验让学生观察,最后得出结论。这种通过启发学生猜想和实验演示相结合的教学方法,更能加深学生理解所学的物理知识。

2.激励学生讨论,诱发物理猜想

在教学过程中学生引导学生进行猜想时,应该将学生分成几个组,让各组提出各自不同的猜想,并由他们各自陈述自己猜想的理由和依据。激励他们讨论、争辩,经过讨论和争辩提高他们对物理猜想的兴趣和对物理猜想的积极性。例如,在学习“牛顿第二定律”时,将同学们分成两个小组,一组猜想物体的加速度与力的关系,另一组猜想物体的加速度与质量的关系,然后让他们分别做实验,得出结论。教师在课堂中认真听取各组学生的观点后,引导诱发他们讨论并猜想加速度与力及质量的关系,最后总结出牛顿第二定律。这样能更好地完成教学任务,取得更好的教学效果。

3.鼓励学生大胆猜想

在教学过程中许多学生由于害怕自己提出的猜想被其他同学取笑或者自己提出的猜想不正确被老师责怪而羞以启齿,这时教师应该鼓励、引导学生大胆猜想,消除他们的顾虑。例如,研究玻璃的折射率时,可以猜想单色光通过平行玻璃砖后传播方向是否发生改变。先鼓励学生大胆进行猜想其出射的方向,并记下来。不管他们的猜测是否合理、准确,教师都要持平和的态度,让实验验证结果。只有这样才能提高学生的学习积极性,增强学生科学猜想的意识。

4.创造良好的猜想条件

在教学过程中,当教学到有利于培养学生猜想能力的内容时,教师应该积极引导鼓励学生进行猜想。例如,在“楞次定律”教学中,教师在课堂演示让磁体的N极靠近闭合的铝环的实验之前,先启发学生猜想让磁体的N极靠近闭合的铝环时会看到什么现象,让磁体的N极去靠近有缺口的铝环时又会看到什么现象。然后通过实验引导学生注意观察实验现象。同样,让磁体的S极去靠近闭合的铝环时又会出现什么情况。总之,教师要尽最大可能为学生进行猜想创造条件。

物理猜想既是一种自由尝试,也是一种严谨的创造,因此,在教学过锃中,教师要善于抓住每一个有利于提高学生猜想能力的机会,鼓励学生大胆猜想,从而提高他们的思维能力,增加他们学习物理的兴趣,进而提高物理教学的效率。

【参考文献】

[1]王较过,孟蓓.物理探究教学中培养“猜想与假设”能力的策略[J].当代教师教育,2008(6)

[2]付红周.新课程下全方位认识猜想及其在物理教学中的培养・高中物理[M].北京:人民教育出版社,2012

[3]林东槟.物理探究教学中培养猜想与假设能力的策略[J].实验教学与仪器.2013(4)

[4]蔡严娟.新课改物理探究教学中猜想与假设能力的培养[J].现代教育科研论坛.2011(5)

光强=Nhv,N是光子数,v是频率,强度相同时,频率越大的光子数越少,最后决定饱和光电流大小的其实是光子数量所以,增大频率会使电流减小,虚线应大体在实线以下。但会更早达到发射频率,所以虚线比实线更早出现。因为光子数少,饱和光电流小,所以最终虚线也比实线低。

维普论文查重有效期多久

不同系统的检测时长不太一样,高峰期也会需要比较久的时间,大概是3-60分钟左右的。

不只近五年以内的。像知网、维普、万方等,收录的论文都有几十年的。只要收录在库里面的,都会比对的。还有互联网上面的资源,也会比对。

查勘报告的话,一般保存一次或者两次就可以了,因为这个保存不长时间,所以说你要保存的话,建议用手机拍下来或者进行复制操作。

论文是学术价值的文献资料,对于日常生活中研究学术的用户来说,论文的发表非常常见,表示自己的学术能力得到认可,顺利发表的论文需要进行论文的查重,论文的查重需要时间,对于很多时间紧凑的用户来说,论文的查重时间也需要考虑,为了不错过最后的论文查重时间,使论文用户能够理解论文的查重,接下来paperfree小白你给大家说说论文查重一般检测多久? 各论文查重时间各不相同,专为本科论文查重需1小时左右,硕博论文和核心期刊论文需2-3小时,普刊论文需30分钟。而且每年的毕业高峰期,查重时间都会有明显的提高,因此建议用户可以避免查重高峰期进行查重,合理安排自己的查重时间,顺利通过考试。 许多经历过论文查重的用户反映,论文查重最困难,论文用户需要了解自己的查重要点,有效地完成论文查重,论文用户需要更加注意论文查重格式。社会上95%的论文用户需要通过内部查重进行查重,但学校内部查重系统对论文格式非常重要,首先查重系统会识别上传的论文格式,筛选出后期需要进行数据比较的内容,因此正确的论文格式非常重要,可以降低论文中许多不必要的重复率,有效地完成论文查重。 论文用户在进行论文查重时,也需要理解论文查重的原理,对于论文查重来说,最需要注意的是数据比较,数据比较是查重系统的核心内容,论文查重数据比较通过一句话连续重复来判断论文的重复或抄袭,引用内容设置阈值5%,论文段落中引用内容超过整篇文章的5%时,被识别的论文正文进行数据比较,计算论文的查重率,因此用户在进行论文写作时,参考文献内容立即减少,同义词替换方式减少,及时降低论文的查重率。

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