什麼是都卜勒效應

時間 2022-01-16 15:20:09

1樓:易書科技

都卜勒是19世紀奧地利著名物理學家。2023年,他發現了一種奇妙的現象:如果乙個發聲物體相對人們發生運動,那麼人們聽到的聲音的音調就會和靜止時不同:

接近時音調公升高,遠離時音調降低。這種現象後人稱為都卜勒效應。

都卜勒效應在我們日常生活中不難觀察到。前面講到的當一列火車鳴叫著汽笛從我們身邊飛馳而過的時候,大家都會有乙個明顯的感覺:列車由遠而近,笛聲越來越尖;列車由近而遠,笛聲又逐漸低沉下去。

這就是一種都卜勒效應。在戰場上,當空中炮彈飛來時,人們聽到炮彈飛行的聲音音調逐漸復高;而當炮彈掠過頭頂飛過去以後,炮彈飛行的聲音音調就漸漸降低。這也是一種都卜勒效應。

都卜勒效應的產生並不奇怪。我們說過,人耳聽到的聲音的音調,是由聲源(振動物體)的振動頻率決定的。這是就聲源相對人靜止不動的情況而言的。

這時,聲源每秒鐘振動多少次,它每秒鐘就發出多少個聲波,當然人耳就接收到多少個聲波,人耳鼓膜的振動頻率與聲源的振動頻率相同。可是,當聲源相對人運動時,情況就不同了。如果聲源以某種速度向人靠近,這時聲源每秒鐘的振動次數(頻率)仍不變,它每秒鐘發出的聲波個數也不變,但因波源與人的距離逐漸縮短,波與波之間擠在了一起,因此,每秒鐘傳進人耳的聲波個數卻增加了,即人耳鼓膜的振動頻率增大了,所以聽到的聲音音調就要提高了。

反之,聲源若以某種速度離人而去,則人耳每秒鐘接收到的聲波個數就會減少,所以聽到的聲音音調自然就要降低了。這就是都卜勒效應產生的原因。聲源的運動速度越大,它所產生的都卜勒效應也就越顯著。

有經驗的鐵路工人,根據火車汽笛音調的變化,能夠知道火車運動的快慢和方向;久經沙場的老兵,在戰場上根據炮彈飛行時音調的變化,能夠判斷其危險性。他們實際上就是應用了都卜勒效應。

從以上分析我們還可看出,都卜勒效應的實質,就是觀測者(人或儀器)所接收的聲波的頻率,隨著聲源的運動而改變:靜止時,它等於聲源的頻率;運動時,要高於或低於聲源的頻率;運動速度越大,這種變化也就越大。很顯然,由於聲源運動所帶來的觀測者接收的聲波頻率的變化,也就為人們研究聲源的運動提供了依據。

正是利用這一點,科學家為都卜勒效應找到了廣泛的用武之地。例如,現代艦艇為了探索水下目標(潛水艇、海礁等),都安裝了回聲探測儀器,通過向水下發射聲波訊號和接收從目標反射回來的回聲訊號來確定目標的存在及其距離。如果在探測儀器上再加裝上一套裝置,用來檢測回聲頻率的變化,就能知道目標是否運動以及如何運動;並且根據頻率變化的大小,還能推算出目標運動的速度。

又如,醫學上近年出現了利用都卜勒效應的診斷儀器,它通過聲波在體內運動器官(如心臟等)反射回來的回聲頻率的改變來探測人體內臟器官因病變引起的運動異常情況。

其實,自然界中不僅聲波在傳播中能產生都卜勒效應,其他形式的波在傳播中也存在都卜勒效應。例如,很早天文學家就發現,從遙遠的星球發來的光波的頻率,都小於地球上靜止的同種光源的頻率,卻一直得不到科學的解釋。後來人們通過深入研究才知道,這是由於星球運動產生的光波都卜勒效應造成的。

它表明宇宙間的一切星體都在遠離地球而去,即所謂「宇宙在不斷地膨脹」。人們根據星球頻率改變量的大小,還推算出了星球遠離地球時的運動速度。此外,人造地球衛星在天空中的運動速度,也是利用都卜勒效應測出來的。

2樓:遼寧臺情感面對面

深度解析「都卜勒效應」,被應用於醫學檢測血管

什麼是都卜勒效應

3樓:雨說情感

都卜勒效應簡單講,就是訊號源相對於觀測點做運動時,觀測到的訊號頻率會隨著訊號源的移動速度和角度的不同而發生變化。

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);在運動的波源後面時,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。

擴充套件資料

都卜勒效應簡單講,就是訊號源相對於觀測點做運動時,觀測到的訊號頻率會隨著訊號源的移動速度和角度的不同而發生變化。這個頻率的展寬或是縮減(頻率變化),就叫做都卜勒頻率。超聲測血液流速就是利用了都卜勒效應。

生活中也有例項,火車開過的時候,離的越近,汽笛的聲音越粗,開的越遠,聲音越尖銳,這就是由於火車的移動,導致我們觀測到的汽笛聲頻率發生了變化。

4樓:縱橫豎屏

都卜勒效應:

物體輻射的波長因為波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)。

在運動的波源後面時,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。

5樓:我是大角度

都卜勒效應的含義:

物體輻射的波長因為波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)。

都卜勒效應不僅僅適用於聲波,它也適用於所有型別的波,包括電磁波。科學家愛德文·哈勃(edwin hubble)使用都卜勒效應得出宇宙正在膨脹的結論。

都卜勒效應的發現原因:

2023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,音調制尖,而火車從近而遠時汽笛聲變弱,音調制低。

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。

6樓:

都卜勒效應doppler effect是為紀念奧地利物理學家及數學家克里斯琴·約翰·都卜勒(christian johann doppler)而命名的,他於2023年首先提出了這一理論。主要內容為物體輻射的波長因為波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);在運動的波源後面時,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。

生活中有這樣乙個有趣的現象:當一輛救護車迎面駛來的時候,聽到聲音越來越高;而車離去的時候聲音越來越低。你可能沒有意識到,這個現象和醫院使用的彩超同屬於乙個原理,那就是「都卜勒效應」。

恆星光譜線的位移顯示恆星循著觀測方向運動的速度,除非波源的速度非常接近光速,否則都卜勒位移的程度一般都很小。所有波動現象都存在都卜勒效應。

7樓:真心話啊

聲源和觀測者存在著相對運動,當聲源離觀測者而去時,聲波的波長增加,音調降低,當聲源接近觀測者時,聲波的波長減小,音調公升高。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。據實驗結果證明這一比值越大,改變就越明顯,這就是所說的都卜勒效應。

都卜勒效應doppler effect是為紀念奧地利物理學家及數學家克里斯琴·約翰·都卜勒(christian johann doppler)而命名的,他於2023年首先提出了這一理論。主要內容為物體輻射的波長因為波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);在運動的波源後面時,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。

恆星光譜線的位移顯示恆星循著觀測方向運動的速度,除非波源的速度非常接近光速,否則都卜勒位移的程度一般都很小。所有波動現象都存在都卜勒效應。

8樓:詬湊謨琅

主要內容為物體輻射的波長因為波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;在運動的波源後面時,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。

都卜勒效應不僅僅適用於聲波,它也適用於所有型別的波,包括 電磁波。科學家 愛德文·哈勃(edwin hubble)使用都卜勒效應得出宇宙正在膨脹的結論。

他發現遠離銀河系的天體發射的光線頻率變低,即移向 光譜的紅端,稱為 紅移,天體離開銀河系的速度越快紅移越大,這說明這些天體在遠離銀河系。反之,如果天體正移向銀河系,則光線會發生 藍移。

在移動通訊中,當 移動台移向 基站時,頻率變高,遠離基站時,頻率變低,所以我們在移動通訊中要充分考慮都卜勒效應。當然,由於日常生活中,我們移動速度的侷限,不可能會帶來十分大的頻率偏移,但是這不可否認地會給移動通訊帶來影響。

9樓:夏天肥魚

都卜勒效應,為物體輻射的波長因為波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;在運動的波源後面時,會產生相反的效應。

波長變得較長,頻率變得較低;波源的速度越高,所產生的效應越大。根據波紅移的程度,可以計算出波源循著觀測方向運動的速度。通過計算出的速度,可以運用到生活中去,運用物理知識造福生活。

在移動通訊中,當 移動台移向基站時,頻率變高,遠離基站時,頻率變低,所以我們在移動通訊中要充分考慮都卜勒效應。

10樓:薄荷

都卜勒效應是波源和觀察者有相對運動時,觀察者接受到波的頻率與波源發出的頻率並不相同的現象。遠方急駛過來的火車鳴笛聲變得尖細(即頻率變高,波長變短),而離我們而去的火車鳴笛聲變得低沉(即頻率變低,波長變長),就是都卜勒效應的現象,同樣現象也發生在私家車鳴響與火車的敲鐘聲。

這一現象最初是由奧地利物理學家都卜勒2023年發現的。荷蘭氣象學家拜斯·巴洛特在2023年讓一隊喇叭手站在一輛從荷蘭烏德勒支附近疾駛而過的敞篷火車上吹奏,他在站台上測到了音調的改變。這是科學史上最有趣的實驗之一。

都卜勒效應從19世紀下半葉起就被天文學家用來測量恆星的視向速度。現已被廣泛用來佐證觀測天體和人造衛星的運動。

拓展資料:

具有波動性的光也會出現這種效應,它又被稱為都卜勒-斐索效應。因為法國物理學家斐索(1819~2023年)於2023年獨立地對來自恆星的波長偏移做了解釋,指出了利用這種效應測量恆星相對速度的辦法。光波頻率的變化使人感覺到是顏色的變化。

如果恆星遠離我們而去,則光的譜線就向紅光方向移動,稱為紅移;如果恆星朝向我們運動,光的譜線就向紫光方向移動,稱為藍移。

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