多普勒效应

nullnull §7 多普勒效应 null 多普勒效应 由于波源、探测器的相对运动而引起探 测的频率与波源发射的频率不等的现象null波速 与介质和波的类型有关 而与波源无关波一旦从振源发出就忘记了自己的来源 而以介质给定的特定速度在介质中传播或换言之：null波的频率 介质中某点单位时间内振 动的次数 波长 一个完整波在介质中沿波 线展开的长度是介质中某点三量的关系结论： 关系式null三种频率： 振源振动的频率 介质中某点振动的频率 探测器探测的频率振源、探测器的相对运动状态 直接影响人们探测到的频率（波的频率）null二、机械波的多普勒效应 在本问题中以介质作参考系 先讨论 波源、探测器的运动发生在两者的连线上振源相对介质的速度 探测器相对介质的速度波在介质中的传播速度解决由于 S、R 的相对运动注意：null 第一种情况：以前的讨论 均属此种情况源和探测器相对介质均不动nullR 迎着源S第二种情况：且探测器迎着波源而动 则在单位时间内 探测器接收到完整波的个数会增加null则R 远离 S探测器单位时间内接受到的完整波的个数 增加了结果nullR 迎着源 SR 远离源 S由于波源不动 所以介质中的波长不变 相当于改变了波的传播速度nullS 迎着 RS 静止 第三种情况：null介质中波长变为S 远离 Rnull波长发生了变化null水波的多普勒效应（波源向左运动）null 第四种情况：相当于波速增加 波长变短相当于波速减少 波长变长null三、需要说明的问题 1. R、S 运动任意如果垂直连线运动 则有相向分量 有远离分量机械波： 只有纵向效应null2.激波· · · 后发出的波面将超越先发出的波面形成锥形波阵面— 冲击波（船舷波）null 对超音速飞机的最小 飞行高度要有一定限制形成的锥叫马赫锥null超音速的子弹 在空气中形成 的激波（马赫数为2 ）null作起始脉冲和截止脉冲高能带电粒子在介质中的速度超过光在介质中的速度时将发生锥形的电磁波—切连柯夫辐射可用来探测高能带电粒子脉冲重叠也可用来不易引起null 3.光波的多普勒效应 特点： 1）由光速不变原理只存在源与探测器之间的 相对速度 V 2 ) 既有纵向效应又有横向效应 4.应用 1）测量天体相对地球的视线速度 远处星体发光有红移现象--- 宇宙大爆炸 由红移可得恒星的退行速度null2）光谱线的多普勒增宽 发光原子的热运动引起 所以实际光源发光 （复色光） 不可能是单一频率（单色光）的 3）技术上，测量运动物体的视线速度 如飞机接近雷达的速度 汽车的行驶速度 人造卫星的跟踪 流体的流速 4）医学上“超” 利用超声波的多普勒效应体检nullnull超声波 > 20000Hz的声波了解其应用