声波的多普勒效应
来源:教育资源网
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发布时间:2021-03-01 08:00:38
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多普勒效应是波特性（特别是频率）受源或听众移动影响的手段。右图显示了由于多普勒效应（也称为多普勒频移），移动源将如何扭曲来自它的波。
如果你've一直在铁路十字路口等候并听到火车口哨，你've可能注意到哨声的音高随着它相对于你的位置移动而变化。同样，警卫队的音高随着它的接近而改变，然后在路上通过你。
计算多普勒效应
考虑一种情况，其中运动在听众L和源S之间的一条线上定向，从听众到源的方向作为正方向。速度v和v是听众和源相对于波浪介质（在这种情况下为空气，静止时考虑）的速度。声波的速度v始终被认为是正的。
应用这些动作，并跳过所有混乱的推导，我们就源的频率（f）获得听众听到的频率（f）：
f=[（v+v）/（v+v）]f
如果听众处于静止状态，则v=0。
如果源处于静止状态，则v=0。
这意味着如果源和听众正在移动，那么f=f，这正是人们所期望的。
如果听众朝向源移动，则v>0，尽管如果它's远离源移动，则v
或者，如果源向听者移动，则运动处于负方向，因此v
v>0。
多普勒效应和其他波
多普勒效应基本上是物理波行为的一个属性，所以没有理由相信它只适用于声波。事实上，任何形式的波浪似乎都会表现出多普勒效应。
同样的概念不仅可以应用于光波。这将光沿着光的电磁波谱（可见光和其他光）移动，在光波中产生多普勒偏移，称为红移或蓝移，这取决于源和观察者是彼此远离还是朝向彼此移动。彼此。1927年，天文学家埃德温·胡布（Edwin Hubble）观察到来自遥远宇宙的光以与多普勒频移预测相匹配的方式移动，并且能够用它来预测它们离开地球的速度。事实证明，一般来说，遥远的星团比附近的星团更快地远离地球。这一发现有助于说服天文学家和物理学家（包括阿尔伯特·爱因斯坦），宇宙实际上正在扩张，而不是永远保持静止，最终这些观察结果导致了大爆炸理论的发展。
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