多普勒效应论文参考文献

利用多普勒效应可以测量声速和运动物体速度，步骤如下：

1、根据声波的多普勒效应公式，当声源与接收器之间有相对运动时，接收器接可以收到频率f，f的表达式如下：

2、让声源保持不动，运动物体上的接收器沿声源与接收连线方向以速度V运动，此时接收器接收到的频率变为：

3、让声源频率保持不变，用光电门测量物体的运动速度并记录，便可以测量声源的声速，多测几次取平均值便可以提高精度；

4、若已知声速u和声源频率，便可进一步将式子进行变形后计算物体运动速度；

5、还可以通过画图的方法求截距和斜率，然后通过截距和斜率与声速和物体运动速度的关系来求解，这样样本含量高，结果精确。

由于，声源和听的人有相对位移

交通警向行进中的车辆发射频率已知的超声波同时测量反射波的频率，根据反射波的频率变化的多少就能知道车辆的速度。

观察者 (Observer) 和发射源 (Source) 的频率关系为（此式不适用于光波，光波的多普勒效应见下文）：

为观察到的频率；

为发射源于该介质中的原始发射频率；

为波在该介质中的行进速度；

为观察者移动速度，若接近发射源则前方运算符号为 + 号, 反之则为 - 号；

为发射源移动速度，若接近观察者则前方运算符号为 - 号，反之则为 + 号。

通过这个公式，我们就知道火车接近你的时候音调变化的原因：公式中分子是声音传播速度和观察者速度之和（v+v0），分母是声音传播速度和火车速度之差（v-vs），然后和声源原始频率

进行乘法运算。观察者接受到的频率

比火车笛声的原始频率变高，所以听到的火车鸣笛音调变高。反之，当观察者和火车远离的时候，分子减法运算变小，分母加法运算变大，计算得到的频率比火车鸣笛的原始声音频率变低，故听到音调变低。

扩展资料

多普勒效应就是指当声源与听者彼此相对运动时，会感觉到某一频率确定的声音的音调将发生变化。

1842年奥地利物理学家克里斯汀·约翰·多普勒曾发表过一篇论文，其中描述了他认为肯定存在但还需要进一步论证的现象，这就是多普勒效应。

多普勒提出，如果假设声音的速度非常之慢，那么运动中的发声体就会发生这样的情况：当发声体接近一个观测点时，人们发现声波被声源（即发声体）自身的速度“挤压在了一起” ；同样，当发声体向远处后退时，声波就会发散开来。

即当发声体向前进时，对声波的“挤压”在观测点附近形成了一些波长较短、频率较高的声波；而当发声体后退时，则形成了一些相对频率较低的声波。

在多普勒的论文发表后的第三年，人们对他的理论进行了实验。他们用一列火车载着15个小号手接近、经过、然后离开一个火车站。这些小号手们在火车上持续地吹着一个相同的长音。结果事实证明多普勒的理论是正确的：

火车上的人听到的是一个持续的长音，火车站上的人听到的是比这个长音音调更高的声音；而当火车驶离火车站时，车站上的人听到的是比真实声音音调更低的声音。

参考资料来源：百度百科-多普勒效应

在单色的情况下，我们的眼睛感知的颜色可以解释为光波振动的频率，或者解释为，在1秒钟内电磁场所交替为变化的次数。在可见区域，这种效率越低，就越趋向于红色，频率越高的，就趋向于蓝色——紫色。比如，由氦——氖激光所产生的鲜红色对应的频率为×1014赫兹，而汞灯的紫色对应的频率则在7× 1014赫兹以上。这个原则同样适用于声波：声音的高低的感觉对应于声音对耳朵的鼓膜施加压力的振动频率（高频声音尖厉，低频声音低沉）。 如果波源是固定不动的，不动的接收者所接收的波的振动与波源发射的波的节奏相同：发射频率等于接收频率。如果波源相对于接收者来说是移动的，比如相互远离，那么情况就不一样了。相对于接收者来说，波源产生的两个波峰之间的距离拉长了，因此两上波峰到达接收者所用的时间也变长了。那么到达接收者时频率降低，所感知的颜色向红色移动（如果波源向接收者靠近，情况则相反）。为了让读者对这个效应的影响大小有个概念，在图4中显示了多普勒频移，近似给出了一个正在远离的光源在相对速度变化时所接收到的频率。例如，在上面提到的氦——氖激光的红色谱线，当波源的速度相当于光速的一半时（参见图中所画的虚线），接收到的频率由×1014赫兹下降到×1014赫兹，这个数值大幅度地降移到红外线的频段。 一、声波的多普勒效应 在日常生活中，我们都会有这种经验：当一列鸣着汽笛的火车经过某观察者时，他会发现火车汽笛的声调由高变低. 为什么会发生这种现象呢？这是因为声调的高低是由声波振动频率的不同决定的，如果频率高，声调听起来就高；反之声调听起来就低.这种现象称为多普勒效应，它是用发现者克里斯蒂安·多普勒（Christian Doppler,1803-1853）的名字命名的，多普勒是奥地利物理学家和数学家.他于1842年首先发现了这种效应.为了理解这一现象，就需要考察火车以恒定速度驶近时，汽笛发出的声波在传播时的规律.其结果是声波的波长缩短，好象波被压缩了.因此，在一定时间间隔内传播的波数就增加了，这就是观察者为什么会感受到声调变高的原因；相反，当火车驶向远方时，声波的波长变大，好象波被拉伸了. 因此，声音听起来就显得低沉.定量分析得到f1=（u+v0)/（u-vs）f ，其中vs为波源相对于介质的速度，v0为观察者相对于介质的速度，f表示波源的固有频率，u表示波在静止介质中的传播速度. 当观察者朝波源运动时，v0取正号；当观察者背离波源（即顺着波源）运动时，v0取负号. 当波源朝观察者运动时vs前面取负号；前波源背离观察者运动时vs取正号. 从上式易知，当观察者与声源相互靠近时，f1＞f ；当观察者与声源相互远离时。f1＜f 二、光波的多普勒效应 具有波动性的光也会出现这种效应，它又被称为多普勒-斐索效应. 因为法国物理学家斐索（1819-1896）于1848年独立地对来自恒星的波长偏移做了解释，指出了利用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. 三、光的多普勒效应的应用 20世纪20年代，美国天文学家斯莱弗在研究远处的旋涡星云发出的光谱时，首先发现了光谱的红移，认识到了旋涡星云正快速远离地球而去.1929年哈勃根据光普红移总结出著名的哈勃定律：星系的远离速度v与距地球的距离r成正比，即v=Hr,H为哈勃常数.根据哈勃定律和后来更多天体红移的测定，人们相信宇宙在长时间内一直在膨胀，物质密度一直在变小. 由此推知，宇宙结构在某一时刻前是不存在的，它只能是演化的产物. 因而1948年伽莫夫（G. Gamow）和他的同事们提出大爆炸宇宙模型. 20世纪60年代以来，大爆炸宇宙模型逐渐被广泛接受，以致被天文学家称为宇宙的"标准模型" . 多普勒-斐索效应使人们对距地球任意远的天体的运动的研究成为可能，这只要分析一下接收到的光的频谱就行了. 1868年，英国天文学家W. 哈金斯用这种办法测量了天狼星的视向速度（即物体远离我们而去的速度），得出了 46 km/s的速度值参考资料：