多普勒效应的应用(为什么会产生多普勒效应)
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2023-11-03
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1. 多普勒效应的应用,为什么会产生多普勒效应?
1843年,奥地利物理学家及数学家克里斯琴·约翰·多普勒(Christian Johann Doppler)首先提出了多普勒效应这一理论。
我们先来了解一下什么是多普勒效应,简要说: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的现象称之为多普勒效应。
1.多普勒效应有哪些特点
如果在波源前面相对运动,则会发生波被压缩,波长变得较短,频率变得较高 (蓝移blue shift)的现象;当在波源后面相反方向运动时,会产生相反的效应,波长变得较长,频率变得较低 (红移red shift)。波源的速度越高,所产生的效应越大。根据这种规律我们可以根据波的红(蓝)位移的程度计算出波源的相对的速度。
光具有波粒二象性,所以恒星光谱线的位移显示恒星循着观测方向运动的速度。除非波源的速度非常接近光速,否则多普勒位移的程度一般都很小。
2.所有波动现象都存在多普勒效应。
多普勒效应指出,波在波源移向观察者时接收频率变高,而在波源远离观察者时接收频率变低。当观察者移动时也能得到同样的结论。但是由于缺少实验设备,多普勒当时没有用实验验证、几年后有人请一队小号手在平板车上演奏,再请训练有素的音乐家用耳朵来辨别音调的变化,以验证该效应。假设原有波源的波长为λ,波速为c,观察者移动速度为v:当观察者走近波源时观察到的波源频率为(c+v)/λ,如果观察者远离波源,则观察到的波源频率为(c-v)/λ。
一个常被使用的例子是火车的汽笛声,当火车接近观察者时,其汽鸣声会比平常更刺耳.你可以在火车经过时听出刺耳声的变化。
3.为什么会产生多普勒效应呢?
波源完成一次全振动,向外发出一个波长的波,频率表示单位时间内完成的全振动的次数,因此波源的频率等于单位时间内波源发出的完全波的个数,而观察者听到的声音的音调,是由观察者接受到的频率,即单位时间接收到的完全波的个数决定的。当波源和观察者有相对运动时,观察者接收到的频率会改变.在单位时间内,观察者接收到的完全波的个数增多,即接收到的频率增大.同样的道理,当观察者远离波源,观察者在单位时间内接收到的完全波的个数减少,即接收到的频率减小。
2. b超原理是多普勒效应吗?
不是,多普勒效应是由于物体运动导致电磁波频率变化而测量物体运动速度的.B超虽然属于影像学诊断设备,但是B超的工作原理和成像技术是声波与光波技术结合而成。而B超产生的声波就是超声波,超声波是一种频率高于人们耳朵所听到的声音频率的声波。当B超诊断仪产生的超声波射入人体后,在机体的组织器官形成的反射波,返回到超声诊断仪中。再经过超声诊断仪内的高能电子计算机,进行声能与光能的能量转换之后形成影像,来用于超声诊断。3. 多普勒效应带来的频域离散?
多普勒效应指出,波在波源移向观察者接近时接收频率变高,而在波源远离观察者时接收频率变低。当观察者移动时也能得到同样的结论。但是由于缺少实验设备,多普勒当时没有用实验验证,几年后有人请一队小号手在平板车上演奏,再请训练有素的音乐家用耳朵来辨别音调的变化,以验证该效应。一个常被使用的例子是火车的汽笛声,当火车接近观察者时,如果观察者远离波源,其汽鸣声会比平常更刺耳。你可以在火车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。
如果把声波视为有规律间隔发射的脉冲,可以想象若你每走一步,便发射了一个脉冲,那么在你之前的每一个脉冲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,在你之前的脉冲频率比平常变高,而在你之后的脉冲频率比平常变低了。
4. 多普勒集束效应?
多普勒集束(Doppler beaming)效应,又称相对论性射束(Relativistic beaming)效应:当光源向观察者高速运动的时候,本来均匀四散的光线会有一种向运动轴线方向集中的倾向,从而提高了观察者看到的光源亮度。
5. 多普勒效应的相关公式?
多普勒效应计算公式分为以下三种:
1、纵向多普勒效应(即波源的速度与波源与接收器的连线共线):f'=f[(c+v)/(c-v)]^(1/2),其中v为波源与接收器的相对速度。当波源与观察者接近时,v取正,称为“紫移”或“蓝移”。否则v取负,称为“红移”。
2、横向多普勒效应(即波源的速度与波源与接收器的连线垂直):f'=f(1-β^2)^(1/2),其中β=v/c。
3、普遍多普勒效应(多普勒效应的一般情况):f'=f[(1-β^2)^(1/2)]/(1-βcosθ),其中β=v/c,θ为接收器与波源的连线到速度方向。
多普勒效应是奥地利物理学家及数学家克里斯琴・约翰・多普勒于1842年提出。主要内容为:由于波源和观察者之间有相对运动,使观察者感到频率发生变化的现象。
具有波动性的光也会出现这种效应,又被称为多普勒-斐索效应。因为法国物理学家斐索,于1848年独立地对来自恒星的波长偏移做了解释,指出了这种效应测量恒星相对速度的办法。光波与声波的不同之处在于,光波频率的变化使人感觉到是颜色的变化。如果恒星远离我们而去,则光的谱线就向红光方向移动,称为红移。如果恒星朝向我们运动,光的谱线就向紫光方向移动,称为蓝移。
6. 多普勒效应的原理是什么?
多普勒效应 Doppler effect 水波的多普勒效应 多普勒效应是为纪念奥地利物理学家及数学家克里斯琴·约翰·多普勒(Christian Johann Doppler)而命名的,他于1842年首先提出了这一理论。主要内容为: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);当运动在波源后面时,会产生相反的效应。波长变得较长,频率变得较低 (红移 red shift)。波源的速度越高,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。 恒星光谱线的位移显示恒星循着观测方向运动的速度。除非波源的速度非常接近光速,否则多普勒位移的程度一般都很小。所有波动现象都存在多普勒效应。 多普勒效应指出,波在波源移向观察者时接收频率变高,而在波源远离观察者时接收频率变低。当观察者移动时也能得到同样的结论。但是由于缺少实验设备,多普勒当时没有用实验验证、几年后有人请一队小号手在平板车上演奏,再请训练有素的音乐家用耳朵来辨别音调的变化,以验证该效应。假设原有波源的波长为λ,波速为c,观察者移动速度为v: 当观察者走近波源时观察到的波源频率为(c+v)/λ,如果观察者远离波源,则观察到的波源频率为(c-v)/λ。 一个常被使用的例子是火车的汽笛声,当火车接近观察者时,其汽鸣声会比平常更刺耳.你可以在火车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。 如果把声波视为有规律间隔发射的脉冲,可以想象若你每走一步,便发射了一个脉冲,那么在你之前的每一个脉冲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,在你之前的脉冲频率比平常变高,而在你之后的脉冲频率比平常变低了。 产生原因: 声源完成一次全振动,向外发出一个波长的波,频率表示单位时间内完成的全振动的次数,因此波源的频率等于单位时间内波源发出的完全波的个数,而观察者听到的声音的音调,是由观察者接受到的频率,即单位时间接收到的完全波的个数决定的。当波源和观察者有相对运动时,观察者接收到的频率会改变.在单位时间内,观察者接收到的完全波的个数增多,即接收到的频率增大.同样的道理,当观察者远离波源,观察者在单位时间内接收到的完全波的个数减少,即接收到的频率减小.
7. 多普勒效应和正逆压电效应?
对于机械波和电磁波而言,当波源和观察者(或接收器)之间发生相对运动,观察者接 收到的波的频率和波源的频率不同,这种现象称为多普勒效应。
正压电效应是指由于形变而产生电极化的现象。当对压电材料施以物理压力时,材料体内之电偶极矩会因压缩而变短,此时压电材料为抵抗这变化会在材料相对的表面上产生等量正负电荷,以保持原状。
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1. 多普勒效应的应用,为什么会产生多普勒效应?
1843年,奥地利物理学家及数学家克里斯琴·约翰·多普勒(Christian Johann Doppler)首先提出了多普勒效应这一理论。
我们先来了解一下什么是多普勒效应,简要说: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的现象称之为多普勒效应。
1.多普勒效应有哪些特点
如果在波源前面相对运动,则会发生波被压缩,波长变得较短,频率变得较高 (蓝移blue shift)的现象;当在波源后面相反方向运动时,会产生相反的效应,波长变得较长,频率变得较低 (红移red shift)。波源的速度越高,所产生的效应越大。根据这种规律我们可以根据波的红(蓝)位移的程度计算出波源的相对的速度。
光具有波粒二象性,所以恒星光谱线的位移显示恒星循着观测方向运动的速度。除非波源的速度非常接近光速,否则多普勒位移的程度一般都很小。
2.所有波动现象都存在多普勒效应。
多普勒效应指出,波在波源移向观察者时接收频率变高,而在波源远离观察者时接收频率变低。当观察者移动时也能得到同样的结论。但是由于缺少实验设备,多普勒当时没有用实验验证、几年后有人请一队小号手在平板车上演奏,再请训练有素的音乐家用耳朵来辨别音调的变化,以验证该效应。假设原有波源的波长为λ,波速为c,观察者移动速度为v:当观察者走近波源时观察到的波源频率为(c+v)/λ,如果观察者远离波源,则观察到的波源频率为(c-v)/λ。
一个常被使用的例子是火车的汽笛声,当火车接近观察者时,其汽鸣声会比平常更刺耳.你可以在火车经过时听出刺耳声的变化。
3.为什么会产生多普勒效应呢?
波源完成一次全振动,向外发出一个波长的波,频率表示单位时间内完成的全振动的次数,因此波源的频率等于单位时间内波源发出的完全波的个数,而观察者听到的声音的音调,是由观察者接受到的频率,即单位时间接收到的完全波的个数决定的。当波源和观察者有相对运动时,观察者接收到的频率会改变.在单位时间内,观察者接收到的完全波的个数增多,即接收到的频率增大.同样的道理,当观察者远离波源,观察者在单位时间内接收到的完全波的个数减少,即接收到的频率减小。
2. b超原理是多普勒效应吗?
不是,多普勒效应是由于物体运动导致电磁波频率变化而测量物体运动速度的.B超虽然属于影像学诊断设备,但是B超的工作原理和成像技术是声波与光波技术结合而成。而B超产生的声波就是超声波,超声波是一种频率高于人们耳朵所听到的声音频率的声波。当B超诊断仪产生的超声波射入人体后,在机体的组织器官形成的反射波,返回到超声诊断仪中。再经过超声诊断仪内的高能电子计算机,进行声能与光能的能量转换之后形成影像,来用于超声诊断。3. 多普勒效应带来的频域离散?
多普勒效应指出,波在波源移向观察者接近时接收频率变高,而在波源远离观察者时接收频率变低。当观察者移动时也能得到同样的结论。但是由于缺少实验设备,多普勒当时没有用实验验证,几年后有人请一队小号手在平板车上演奏,再请训练有素的音乐家用耳朵来辨别音调的变化,以验证该效应。一个常被使用的例子是火车的汽笛声,当火车接近观察者时,如果观察者远离波源,其汽鸣声会比平常更刺耳。你可以在火车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。
如果把声波视为有规律间隔发射的脉冲,可以想象若你每走一步,便发射了一个脉冲,那么在你之前的每一个脉冲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,在你之前的脉冲频率比平常变高,而在你之后的脉冲频率比平常变低了。
4. 多普勒集束效应?
多普勒集束(Doppler beaming)效应,又称相对论性射束(Relativistic beaming)效应:当光源向观察者高速运动的时候,本来均匀四散的光线会有一种向运动轴线方向集中的倾向,从而提高了观察者看到的光源亮度。
5. 多普勒效应的相关公式?
多普勒效应计算公式分为以下三种:
1、纵向多普勒效应(即波源的速度与波源与接收器的连线共线):f'=f[(c+v)/(c-v)]^(1/2),其中v为波源与接收器的相对速度。当波源与观察者接近时,v取正,称为“紫移”或“蓝移”。否则v取负,称为“红移”。
2、横向多普勒效应(即波源的速度与波源与接收器的连线垂直):f'=f(1-β^2)^(1/2),其中β=v/c。
3、普遍多普勒效应(多普勒效应的一般情况):f'=f[(1-β^2)^(1/2)]/(1-βcosθ),其中β=v/c,θ为接收器与波源的连线到速度方向。
多普勒效应是奥地利物理学家及数学家克里斯琴・约翰・多普勒于1842年提出。主要内容为:由于波源和观察者之间有相对运动,使观察者感到频率发生变化的现象。
具有波动性的光也会出现这种效应,又被称为多普勒-斐索效应。因为法国物理学家斐索,于1848年独立地对来自恒星的波长偏移做了解释,指出了这种效应测量恒星相对速度的办法。光波与声波的不同之处在于,光波频率的变化使人感觉到是颜色的变化。如果恒星远离我们而去,则光的谱线就向红光方向移动,称为红移。如果恒星朝向我们运动,光的谱线就向紫光方向移动,称为蓝移。
6. 多普勒效应的原理是什么?
多普勒效应 Doppler effect 水波的多普勒效应 多普勒效应是为纪念奥地利物理学家及数学家克里斯琴·约翰·多普勒(Christian Johann Doppler)而命名的,他于1842年首先提出了这一理论。主要内容为: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);当运动在波源后面时,会产生相反的效应。波长变得较长,频率变得较低 (红移 red shift)。波源的速度越高,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。 恒星光谱线的位移显示恒星循着观测方向运动的速度。除非波源的速度非常接近光速,否则多普勒位移的程度一般都很小。所有波动现象都存在多普勒效应。 多普勒效应指出,波在波源移向观察者时接收频率变高,而在波源远离观察者时接收频率变低。当观察者移动时也能得到同样的结论。但是由于缺少实验设备,多普勒当时没有用实验验证、几年后有人请一队小号手在平板车上演奏,再请训练有素的音乐家用耳朵来辨别音调的变化,以验证该效应。假设原有波源的波长为λ,波速为c,观察者移动速度为v: 当观察者走近波源时观察到的波源频率为(c+v)/λ,如果观察者远离波源,则观察到的波源频率为(c-v)/λ。 一个常被使用的例子是火车的汽笛声,当火车接近观察者时,其汽鸣声会比平常更刺耳.你可以在火车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。 如果把声波视为有规律间隔发射的脉冲,可以想象若你每走一步,便发射了一个脉冲,那么在你之前的每一个脉冲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,在你之前的脉冲频率比平常变高,而在你之后的脉冲频率比平常变低了。 产生原因: 声源完成一次全振动,向外发出一个波长的波,频率表示单位时间内完成的全振动的次数,因此波源的频率等于单位时间内波源发出的完全波的个数,而观察者听到的声音的音调,是由观察者接受到的频率,即单位时间接收到的完全波的个数决定的。当波源和观察者有相对运动时,观察者接收到的频率会改变.在单位时间内,观察者接收到的完全波的个数增多,即接收到的频率增大.同样的道理,当观察者远离波源,观察者在单位时间内接收到的完全波的个数减少,即接收到的频率减小.
7. 多普勒效应和正逆压电效应?
对于机械波和电磁波而言,当波源和观察者(或接收器)之间发生相对运动,观察者接 收到的波的频率和波源的频率不同,这种现象称为多普勒效应。
正压电效应是指由于形变而产生电极化的现象。当对压电材料施以物理压力时,材料体内之电偶极矩会因压缩而变短,此时压电材料为抵抗这变化会在材料相对的表面上产生等量正负电荷,以保持原状。
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