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多普勒效应

2020-01-22 19:17:44 作者 : admin 来源 : 本站

我们都有过这样的体验,呼啸而过的救护车鸣笛声会发生变化。波源向着你所在方向移动时,所发出的波会被压缩,听上去频率升高了;与此类似,波源离你而去时,所发出的波会分散开来,从而需要更长时问才能被接收,造成频率下降。这就是所谓的多普勒效应。多普勒效应可用于检查超速车辆,测量血流以及宇宙中恒星和星系的运动。

马路上从你面前呼啸而过的救护车,鸣笛声会发生变化:救护车向你开来时鸣笛声频率升高,离你而去时鸣笛声的频率下降。这种声调的变化就是多普勒效应,它是于1842年由奥地利数学家和天文学家多普勒提出的。多普勒效应发生的原因在于发射声波的物体与观察者之间存在着相对运动。汽车驶来时,声波被挤压,波阵面之间的距离也被压缩,因此声波的频率升高;汽车离去时,各波阵面需要更长的时间才能传播到听者,波阵面的间隔变大,频率下降。声波实际上是压缩空气产生的脉冲。

往复运动 想象有个人在行驶的火车上以一定的频率(每3秒1个,用腕表计时)不断地连续向你扔球。如果火车向你驶来,球到达你所在的位置所需的时间就不足3秒。原因是球每次被抛出时,火车离接球者都更近了。在接球者看来,抛球的频率增加了。而如果火车正离接球者而去,那么要接到球就需要更长的时间。原因是每次被抛出时,球都要运动更长的距离,因此接球的频率就降低了。如果能用腕表测出频率的变化,就能计算出火车的速度。多普勒效应适用于任何存在相对运动的物体。如果接球者在运动的火车上,而抛球者静止不动,情形是一样的。作为一种测速方法,多普勒效应有诸多应用。医学上的血流计和路边追踪超速司机的雷达都是基于多普勒效应设计的。因为多普勒的贡献,天文学家们才能利用多普勒效应进行研究。但多普勒本人也没能预见多普勒效应究竟能有多大用处。他声称观察到了双星发射光颜色的变化,但在当时备受争议。多普勒是一位颇具想象力和创造力的科学家,他的热情有时甚至会超过实验技术。几十年之后,天文学家维斯托•斯里弗(VestoSlipher)检测到了河外星云的红移现象,为宇宙的大爆炸模型提供了依据。如今,人们可以利用多普勒效应了解遥远恒星周围的世界,那里可能会有生命存在。

关键词 : 效应