“多普勒你效应”演示实验的改进

杨云

《普通高中课程标准实验教科书（选修3-4）》第十二章第5节讲述了多普勒效应，在教材中对多普勒现象和原理只作了一般性的说明，同时教材中对多普勒现象的演示实验，在实际教学中不易操作且效果不明显。老师在讲授时只能通过一些例子、现象加以说明，也只要求学生记住这些现象和原理，而没有好的实验加以直观教学，造成教与学的效果都不太理想。笔者认为，如果能够演示一些“简单易行的实验”，就一定会取得更佳的效果。下面，笔者就怎样对多普勒效应进行演示提出看法。

三、演示操作

第一种情形：接通电子蜂鸣器电源，接着摇动万用转盘，电子蜂鸣器鸣响着做圆周运动，观察者（人耳）在声源转动平面附近可听到清晰的音调做周期性的变化。为了能听到周期性变化的音调转速不宜太快，一般控制在60～90转/分范围。

第二种情形：这是另一种极端情形，观察者（人耳）在声源转动平面的轴线附近（观察者蹲下来，耳朵在万用转盘轴线处垂线附近）。这时电子蜂鸣器的鸣响和运动如前，但分辨不出音调的变化，因为这时声源与观察者的距离没有变化，声源在二者边线上的速度为零，不会产生多普勒效应。

第三种情形：这是一种普遍情形，即观察者（人耳）既不在转动平面附近，又不在转轴附近，其他实验条件不变，仍可听到周期性的音调变化。因为，不难想象，这时声源与观察者的距离是周期性变化的，声源速度在声源和观察者连线方向上的分量是周期性变化的。

通过上述三种情形的演示，学生更容易明确什么是多普勒效应及产生多普勒效应的条件。更重要的是由此能激发学生的好奇心，培养学生的探究精神和合作意识，并由此引入新的内容。例如，问学生，多普勒定位人造卫星的轨道在子午面附近好，还是靠近赤道好？又如，问学生，宇宙膨胀的观测证据是“谱线红移”，你对此怎样理想？并且让学生在课外通过查阅资料和上网查询来回答上述的问题。这样既能让学生掌握相关的物理知识，又能激发学生的好奇心和培养学生的探究精神。教学实践表明，由一个基础物理实验向前沿辐射，深受学生的欢迎。

在教学实践中，课外活动中演示多普勒效应，因陋就简，可将“鸽哨”（一种带在鸽子腹部的哨子，鸽子飞行时，气流通过而鸣响）固定在倒立的自行车（坐垫置于地面）上完成上述演示，也同样能取得好的效果。