光的都卜勒效應

都卜勒效應是波源和觀察者有相對運動時，觀察者接受到波的頻率與波源發出的頻率並不相同的現象。

具有波動性的光也會出現這種效應，它又被稱為都卜勒-斐索效應。因法國物理學家斐索（Hippolyte Fizeau，1819~1896年）於1848年獨立地對來自恆星的波長偏移做了解釋，指出了利用這種效應測量恆星相對速度的辦法。

光波頻率的變化使人感覺到是顏色的變化。如果恆星遠離我們而去，則光的譜線就向紅光方向移動，稱為紅移；如果恆星朝向我們運動，光的譜線就向紫光方向移動，稱為藍移。

基本介紹

• 中文名：光的都卜勒效應
• 外文名：Doppler effect
• 套用：物理
• 時間：1842年
• 適用領域範圍：物理
• 又稱：都卜勒-斐索效應

都卜勒效應

都卜勒效應是為紀念奧地利物理學家及數學家克里斯琴·約翰·都卜勒（Christian Johann Doppler）而命名的，他於1842年首先提出了這一理論。主要內容為：聲源和接受物體的相對運動而發生聲源的頻率而發生改變（頻移）稱為都卜勒效應。運動對向接受體頻率增高，背向接受體頻率降低。

光的都卜勒效應

具有波動性的光也會出現這種效應，它又被稱為都卜勒-斐索效應.因為法國物理學家斐索（1819~1896年）於1848年獨立地對來自恆星的波長偏移做了解釋，指出了利用這種效應測量恆星相對速度的辦法.光波與聲波的不同之處在於，光波頻率的變化使人感覺到是顏色的變化. 如果恆星遠離我們而去，則光的譜線就向紅光方向移動，稱為紅移；如果恆星朝向我們運動，光的譜線就向紫光方向移動，稱為藍移。

光（電磁波）的都卜勒效應計算公式分為以下三種：

⑴縱向都卜勒效應（即波源的速度與波源與接收器的連線共線）：f'=f [(c+v)/(c-v)]^（1/2）

其中v為波源與接收器的相對速度。當波源與觀察者接近時，v取正，稱為“紫移”或“藍移”；否則v取負，稱為“紅移”。

⑵橫向都卜勒效應（即波源的速度與波源與接收器的連線垂直）：f'=f（1-β^2）^（1/2） 其中β=v/c

⑶普遍都卜勒效應（都卜勒效應的一般情況）：f'=f [（1-β^2）^（1/2）]/（1-βcosθ）

其中β=v/c，θ為接收器與波源的連線到速度方向的夾角。縱向與橫向都卜勒效應分別為θ取0或π/2時的特殊情況。

套用

物體輻射的波長因為波源和觀測者的相對運動而產生變化。在運動的波源前面，波被壓縮，波長變得較短，頻率變得較高 （藍移blue shift）；在運動的波源後面時，會產生相反的效應，波長變得較長，頻率變得較低 （紅移red shift）；波源的速度越高，所產生的效應越大。根據波紅（藍）移的程度，可以計算出波源循著觀測方向運動的速度。

恆星光譜線的位移顯示恆星循著觀測方向運動的速度，除非波源的速度非常接近光速，否則都卜勒位移的程度一般都很小。所有波動現象都存在都卜勒效應。