多普勒效应的应用

中国自动门网,感应自动门和自动平开门信息 2008-5-31 14:42:00
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一个常被使用的例子是

的汽笛声,当接近观察者时,其汽鸣声会比平常更刺耳.你可以在经过时听出刺耳声的变化。同样的情况还有:警车的警报声和赛车的发动机声。

如果把

视为有规律间隔发射的

,可以想象若你每走一步,便发射了一个,那么在你之前的每一个都比你站立不动时更接近你自己。而在你后面的声源则比原来不动时远了一步。或者说,在你之前的比平常变高,而在你之后的比平常变低了。

不仅仅适用于,它也适用于所有类型的波,包括

。科学家

(edwinhubble)使用得出宇宙正在膨胀的结论。他发现远离

的天体发射的光线变低,即移向光谱的红端,称为,天体离开的速度越快越大,这说明这些天体在远离。反之,如果天体正移向,则光线会发生。

中,当

移向

时,变高,远离时,变低,所以我们在中要充分考虑。当然,由于日常生活中,我们移动速度的局限,不可能会带来十分大的偏移,但是这不可否认地会给带来影响,为了避免这种影响造成我们通信中的问题,我们不得不在技术上加以各种考虑。也加大了的复杂性。

在单色的情况下,我们的眼睛感知的颜色可以解释为光波振动的,或者解释为,在1秒钟内电磁场所交替为变化的次数。在可见区域,这种效率越低,就越趋向于红色,越高的,就趋向于蓝色――紫色。比如,由氦――氖激光所产生的鲜红色对应的为4.74×10^14赫兹,而汞灯的紫色对应的则在7×10^14赫兹以上。这个原则同样适用于:声音的高低的感觉对应于声音对耳朵的鼓膜施加压力的振动(高频声音尖厉,低频声音低沉)。

如果是固定不动的,不动的接收者所接收的波的振动与发射的波的节奏相同:发射等于接收。如果相对于接收者来说是移动的,比如相互远离,那么情况就不一样了。相对于接收者来说,产生的两个波峰之间的距离拉长了,因此两上波峰到达接收者所用的时间也变长了。那么到达接收者时降低,所感知的颜色向红色移动(如果向接收者靠近,情况则相反)。为了让读者对这个的影响大小有个概念,在显示了频移,近似给出了一个正在远离的在相对速度变化时所接收到的。例如,在上面提到的氦――氖激光的红色谱线,当的速度相当于的一半时,接收到的由4.74×10^14赫兹下降到4.74×10^14赫兹,这个数值大幅度地降移到红外线的频段。

在日常生活中,我们都会有这种经验:当一列鸣着汽笛的经过某观察者时,他会发现汽笛的声调由高变低.为什么会发生这种现象呢?这是因为声调的高低是由振动的不同决定的,如果高,声调听起来就高;反之声调听起来就低.这种现象称为,它是用发现者克里斯蒂安?的名字命名的,是家和.他于1842年首先发现了这种。为了理解这一现象,就需要考察以恒定速度驶近时,汽笛发出的在传播时的规律.其结果是的波长缩短,好像波被压缩了.因此,在一定时间间隔内传播的波数就增加了,这就是观察者为什么会感受到声调变高的原因;相反,当驶向远方时,的波长变大,好像波被拉伸了。因此,声音听起来就显得低沉.定量分析得到f1=(u+v0)/(uvs)f,其中vs为相对于介质的速度,v0为观察者相对于介质的速度,f表示的固有,u表示波在静止介质中的传播速度.当观察者朝运动时,v0取正号;当观察者背离(即顺着)运动时,v0取负号.当朝观察者运动时vs前面取负号;前背离观察者运动时vs取正号.从上式易知,当观察者与声源相互靠近时,f1>f;当观察者与声源相互远离时。f1<f

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