多普勒效应是什么,什么是多普勒效应?
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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);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:波源和观察者有相对运动时,观察者接受到波的频率与波源发出的频率并不相同的现象。远方急驶过来的火车鸣笛声变得尖细(即频率变高,波长变短),而离我们而去的火车鸣笛声变得低沉(即频率变低,波长变长),就是多普勒效应的现象,同样现象也发生在私家车鸣响与火车的敲钟声。这一现象最初是由奥地利物理学家多普勒1842年发现的。荷兰气象学家拜斯·巴洛特在1845年让一队喇叭手站在一辆从荷兰乌德勒支附近疾驶而过的敞篷火车上吹奏,他在站台上测到了音调的改变。这是科学史上最有趣的实验之一。多普勒效应从19世纪下半叶起就被天文学家用来测量恒星的视向速度。现已被广泛用来佐证观测天体和人造卫星的运动。参考资料:度百科 多普勒效应
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多普勒是19世纪奥地利著名物理学家。1842年,他发现了一种奇妙的现象:如果一个发声物体相对人们发生运动,那么人们听到的声音的音调就会和静止时不同:接近时音调升高,远离时音调降低。这种现象后人称为多普勒效应。多普勒效应在我们日常生活中不难观察到。前面讲到的当一列火车鸣叫着汽笛从我们身边飞驰而过的时候,大家都会有一个明显的感觉:列车由远而近,笛声越来越尖;列车由近而远,笛声又逐渐低沉下去。这就是一种多普勒效应。在战场上,当空中炮弹飞来时,人们听到炮弹飞行的声音音调逐渐复高;而当炮弹掠过头顶飞过去以后,炮弹飞行的声音音调就渐渐降低。这也是一种多普勒效应。多普勒效应的产生并不奇怪。我们说过,人耳听到的声音的音调,是由声源(振动物体)的振动频率决定的。这是就声源相对人静止不动的情况而言的。这时,声源每秒钟振动多少次,它每秒钟就发出多少个声波,当然人耳就接收到多少个声波,人耳鼓膜的振动频率与声源的振动频率相同。可是,当声源相对人运动时,情况就不同了。如果声源以某种速向人靠近,这时声源每秒钟的振动次数(频率)仍不变,它每秒钟发出的声波个数也不变,但因波源与人的距离逐渐缩短,波与波之间挤在了一起,因此,每秒钟传进人耳的声波个数却增加了,即人耳鼓膜的振动频率增大了,所以听到的声音音调就要提高了。反之,声源若以某种速度离人而去,则人耳每秒钟接收到的声波个数就会减少,所以听到的声音音调自然就要降低了。这就是多普勒效应产生的原因。声源的运动速度越大,它所产生的多普勒效应也就越显著。有经验的铁路工人,根据火车汽笛音调的变化,能够知道火车运动的快慢和方向;久经沙场的老兵,在战场上根据炮弹飞行时音调的变化,能够判断其危险性。他们实际上就是应用了多普勒效应。从以上分析我们还可看出,多普勒效应的实质,就是观测者(人或仪器)所接收的声波的频率,随着声源的运动而改变:静止时,它等于声源的频率;运动时,要高于或低于声源的频率;运动速度越大,这种变化也就越大。很显然,由于声源运动所带来的观测者接收的声波频率的变化,也就为人们研究声源的运动提供了依据。正是利用这一点,科学家为多普勒效应找到了广泛的用武之地。例如,现代舰艇为了探索水下目标(潜水艇、海礁等),都安装了回声探测仪器,通过向水下发射声波信号和接收从目标反射回来的回声信号来确定目标的存在及其距离。如果在探测仪器上再加装上一套装置,用来检测回声频率的变化,就能知道目标是否运动以及如何运动;并且根据频率变化的大小,还能推算出目标运动的速度。又如,医学上近年出现了利用多普勒效应的诊断仪器,它通过声波在体内运动器官(如心脏等)反射回来的回声频率的改变来探测人体内脏器官因病变引起的运动异常情况。其实,自然界中不仅声波在传播中能产生多普勒效应,其他形式的波在传播中也存在多普勒效应。例如,很早天文学家就发现,从遥远的星球发来的光波的频率,都小于地球上静止的同种光源的频率,却一直得不到科学的解释。后来人们通过深入研究才知道,这是由于星球运动产生的光波多普勒效应造成的。它表明宇宙间的一切星体都在远离地球而去,即所谓“宇宙在不断地膨胀”。人们根据星球频率改变量的大小,还推算出了星球远离地球时的运动速度。此外,人造地球卫星在天空中的运动速度,也是利用多普勒效应测出来的。