利用手機(jī)自制多普勒效應(yīng)實(shí)驗(yàn)儀.doc

利用手機(jī)自制多普勒效應(yīng)實(shí)驗(yàn)儀 湖北省華中師范大學(xué)第一附屬中學(xué)（430074）盧佳欣 1制作原理 多普勒效應(yīng)是指：當(dāng)波源（聲波、光波等）和觀察者有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，觀察者收到的波的頻率和波源發(fā)出的頻率不同，兩者相互接近時(shí)，收到的頻率升高，相互遠(yuǎn)離時(shí)則降低。 例如，當(dāng)火車迎面開(kāi)來(lái)時(shí)，你會(huì)覺(jué)得汽笛的尖叫聲震耳欲聾；而當(dāng)機(jī)車從身旁駛過(guò)以后，頓時(shí)會(huì)感到聲音不那么尖銳了。這是由于當(dāng)波源和觀察者接近時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)觀察者接收到的完全波的個(gè)數(shù)增多，即接收到的頻率增大。頻率越高，聲音越“尖”，或者說(shuō)聲調(diào)越高。反之，如果觀察者與波源背向運(yùn)動(dòng)，那么單位時(shí)間內(nèi)觀察者所收到的完全波的個(gè)數(shù)就比原來(lái)少了。即接收到減小。頻率變小，聲調(diào)變低。 受“鳴笛的火車靠近（遠(yuǎn)離）觀測(cè)者可觀測(cè)到多普勒效應(yīng)”的啟發(fā)，筆者想到用滑輪把發(fā)聲裝置（手機(jī)）將波發(fā)射出去，且用細(xì)鋼絲繩約束手機(jī)的運(yùn)動(dòng)，用這個(gè)方法演示多普勒效應(yīng)。 2制作材料與方法 利用手機(jī)喇叭作為波源，當(dāng)波源與觀察者之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)就會(huì)聽(tīng)到蜂鳴器發(fā)出聲音的音調(diào)發(fā)生了變化。如圖1所示，選擇一根細(xì)鋼絲繩作為手機(jī)移動(dòng)導(dǎo)軌，細(xì)鋼絲繩上穿入兩個(gè)金屬鑰匙環(huán)，金屬鑰匙環(huán)再穿上一個(gè)小塑料網(wǎng)兜，把手機(jī)放入網(wǎng)兜內(nèi)，封住網(wǎng)兜口防止手機(jī)掉出。 這樣，手機(jī)通過(guò)鑰匙環(huán)固定在細(xì)鋼絲繩上，在外力作用下，使得手機(jī)作為波源可以在細(xì)鋼絲繩上沿著直線快速運(yùn)動(dòng)。 最后，在細(xì)鋼絲繩兩端固定兩塊海綿，海綿的作用是為了降低手機(jī)移動(dòng)速度，防止手機(jī)碰壞。 3實(shí)驗(yàn)過(guò)程 (1)利用聲音軟件，錄制不同頻率的音頻文件，比如錄制一段頻率為440Hz（C調(diào)do音）文件。保存在手機(jī)中，作為波源。 (2)細(xì)鋼絲繩綁定在教室的兩端，或者在操場(chǎng)上，由兩個(gè)學(xué)生拉住繩子。將手機(jī)裝入網(wǎng)兜，套上鑰匙環(huán)，鑰匙環(huán)連同手機(jī)一起安裝到細(xì)鋼絲繩上。 手機(jī)作為波源不動(dòng)，讓學(xué)生原地聽(tīng)發(fā)出的音調(diào)，判斷是否有多普勒效應(yīng)產(chǎn)生。 手機(jī)放在細(xì)鋼絲繩的某部位發(fā)聲，讓學(xué)生分別沿著鋼絲繩的方向，或相對(duì)細(xì)鋼絲繩垂直的方向靠近、遠(yuǎn)離波源，判斷是否有多普勒效應(yīng)產(chǎn)生。 用力往前推，使手機(jī)在細(xì)鋼絲繩上快速移動(dòng)起來(lái)，學(xué)生分別站在細(xì)鋼絲繩的中間、兩端，聽(tīng)音調(diào)，判斷是否有多普勒效應(yīng)產(chǎn)生。 當(dāng)手機(jī)作為波源與學(xué)生相對(duì)快速運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)聽(tīng)到聲音音調(diào)明顯變化，實(shí)驗(yàn)效果十分明顯，直觀性很強(qiáng)，可以幫助學(xué)生更好地理解多普勒效應(yīng)。 4教具優(yōu)點(diǎn) 輔助教具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉。 由于手機(jī)是學(xué)生熟悉并且感興趣的物品，當(dāng)把它作為物理實(shí)驗(yàn)儀器出現(xiàn)在高中物理課堂時(shí)，可以使物理實(shí)驗(yàn)變得有趣生動(dòng)且有親切感，增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而較易克服思維障礙，較快地達(dá)到掌握物理概念的目的。 ：xx-07-10 MsoNormal style=mso-