人物介紹
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克里斯蒂安·安德烈亞斯·多普勒(,1803年11月29日-1853年3月17日)多普勒效應(yīng)發(fā)覺者,英國物理家、物理學(xué)家。出生于匈牙利布達(dá)佩斯的一個木匠家族,曾在維也納工大學(xué)學(xué)習(xí)。1841年成為薩爾茨堡理工大學(xué)的物理院士,1850年,多普勒兼任維也納學(xué)院化學(xué)大學(xué)的首任校長,1853年在乎大利的威尼斯逝世,終年49歲。
多普勒效應(yīng)的發(fā)覺
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1842年英國一位名叫多普勒的物理家、物理學(xué)家。三天,他正路過高鐵交叉處,適逢一列列車從他身后馳過,他發(fā)覺列車從遠(yuǎn)而近時警笛聲變大,但波長變短,而列車從近而遠(yuǎn)時警笛聲變小,但波長變長。他對這個化學(xué)現(xiàn)象倍感極通州趣,并進(jìn)行了研究。發(fā)覺這是因為波源與觀察者之間存在著相對運動,使觀察者看到的波長不同于波源波長的現(xiàn)象。這就是波長聯(lián)通現(xiàn)象。
由于,波源相對于觀測者在運動時,觀測者所看見的波長會發(fā)生變化。當(dāng)波源離觀測者而去時,聲波的波長降低,當(dāng)波源接近觀測者時,聲波的波長增大。波長的變化同波源與觀測者間的相對速率和波速的比值有關(guān)。這一比值越大,改變就越明顯,后人把它稱為“多普勒效應(yīng)”。
哪些是多普勒效應(yīng)?
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多普勒效應(yīng)的主要內(nèi)容為物體幅射的波長由于波源和觀測者的相對運動而形成變化。在運動的波源上面,波被壓縮,波長顯得較短,頻度顯得較高;在運動的波源前面時,會形成相反的效應(yīng)。波長顯得較長,頻度顯得較低;波源的速率越高多普勒效應(yīng),所形成的效應(yīng)越大。按照波紅(或藍(lán))移的程度,可以估算出波源循著觀測方向運動的速率。
星體波譜線的位移顯示星體循著觀測方向運動的速率,除非波源的速率十分接近光速,否則多普勒位移的程度通常都很小。所有波動現(xiàn)象都存在多普勒效應(yīng)。
多普勒效應(yīng)的應(yīng)用
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19世紀(jì)下半葉起就被天文學(xué)家拿來檢測星體的視向速率。現(xiàn)已被廣泛拿來旁證觀測天體和人造衛(wèi)星的運動。交通民用:激光雷達(dá)測速,超聲波雷達(dá)多普勒效應(yīng)測聯(lián)通汽車的速率。醫(yī)學(xué):超聲造影,醫(yī)學(xué)檢測。
光波的多普勒效應(yīng)應(yīng)用:具有波動性的光也會出現(xiàn)這些效應(yīng)多普勒效應(yīng),它又被稱為多普勒-斐索效應(yīng)。由于德國化學(xué)學(xué)家斐索(1819~1896年)于1848年獨立地對來自星體的波長偏斜做了解釋,強(qiáng)調(diào)了借助這些效應(yīng)檢測星體相對速率的辦法。
聲波的多普勒效應(yīng)應(yīng)用:聲波的多普勒效應(yīng)也可以用于醫(yī)學(xué)的確診,也就是我們平時說的彩色超聲波。造影簡單的說就是高清晰度的黑白B超再加上彩色多普勒。超聲頻移確診法(即D超)應(yīng)用多普勒效應(yīng)原理,當(dāng)聲源與接收體(即探頭和反射體)之間有相對運動時,回聲的頻度有所改變,此種頻度的變化稱之為頻移。
爆破水災(zāi)波傳播應(yīng)用:爆破水災(zāi)波是一種復(fù)雜的復(fù)合機(jī)械波。而波在傳播過程中存在著多普勒效應(yīng)。因而,在理論上,爆破水災(zāi)波在傳播過程中同樣存在著多普勒效應(yīng)。按照多普勒效應(yīng)的定義,進(jìn)行微秒延時爆破作業(yè)時,爆源依次起爆,而檢測點通常是靜止不動的。因而,爆破過程中會有多普勒效應(yīng)的現(xiàn)象。同樣在該過程中,測點是靜止的,而爆源是相對測點聯(lián)通的。
END