都卜勒頻移測量

都卜勒頻移測量,英文名稱:Doppler Effect ,都卜勒效應是為紀念克里斯琴·都卜勒·約翰(Doppler, Christian Johann)而命名的,他於1842年首先提出了這一理論。主要內容為:物體輻射的波長因為光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)。

基本介紹

  • 中文名:都卜勒頻移測量
  • 外文名:Doppler Effect
  • 概述:都卜勒頻移測量,英文
  • 發生原因:1842年奧地利一位名叫多
概述,發生原因,

概述

都卜勒頻移,當運動在波源後面時,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。根據光波紅(藍)移的程度,可以計算出波源循著觀測方向運動的速度。

發生原因

1842年奧地利一位名叫都卜勒的數學家、物理學家。一天,他正路過鐵路交叉處,恰逢一列火車從他身旁馳過,他發現火車從遠而近時汽笛聲變響,音調變尖,而火車從近而遠時汽笛聲變弱,音調變低。他對這個物理現象感到極大興趣,並進行了研究。發現這是由於振源與觀察者之間存在著相對運動,使觀察者聽到的聲音頻率不同於振源頻率的現象。這就是頻移現象。因為,聲源相對於觀測者在運動時,觀測者所聽到的聲音會發生變化。當聲源離觀測者而去時,聲波的波長增加,音調變得低沉,當聲源接近觀測者時,聲波的波長減小,音調就變高。音調的變化同聲源與觀測者間的相對速度和聲速的比值有關。這一比值越大,改變就越顯著,後人把它稱為“都卜勒效應”。
把聲波視為有規律間隔發射的脈衝,可以想像若你每走一步,便發射了一個脈衝,那么在你每走一步時,面前的聲源發出的脈衝相對於你的傳播距離比你站立不動時近了一步,而在你後面的聲源則比原來不動時遠了一步。或者說,在你之前的脈衝頻率比平常變高,而在你之後的脈衝頻率比平常變低了。
所謂都卜勒效應就是當發射源與接收體之間存在相對運動時,接收體接收的發射源發射信息的頻率與發射源發射信息頻率不相同,這種現象稱為都卜勒效應,接收頻率與發射頻率之差稱為都卜勒頻移。聲音的傳播也存在都卜勒效應,當聲源與接收體之間有相對運動時,接收體接收的聲波頻率f'與聲源頻率f存在都卜勒頻移Δf(doppler shift)即
Δf=f'-f
當接收體與聲源相互靠近時,接收頻率f'大於發射頻率f即:Δf>0
當接收體與聲源相互遠離時,接收頻率f'小於發射頻率 即: Δf

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