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解释器:多普勒效应

<p>当救护车的警笛声响起时,你会听到警笛声的变化:当它接近时,警报器的音高听起来比离开你时更高</p><p>这种变化是多普勒效应的常见物理演示多普勒效应描述奥斯特数学家和物理学家克里斯蒂安·约翰多普勒在1842年首次提出观测遥远恒星时,多普勒描述了星光的颜色如何随着波动源和观察者之间的相对运动而变化</p><p>恒星的运动为了解释多普勒效应发生的原因,我们需要从波动的一些基本特征开始,波形有多种形式:池塘表面的涟漪,声音(如上面的警报器),光和地震震动都表现出周期性波动两种用于描述所有类型波动的共同特征是波长和[频率](http:// encyclopedia2thef reedictionarycom /频率+(波动+运动)如果你认为波有波峰和波谷,波长就是连续波峰之间的距离,而频率是在给定时间内通过参考点的波峰数的计数当我们需要考虑波在二维或三维空间中的传播方式,我们使用术语波前来描述波的所有公共点的连接因此,所有波峰的连接都来自于卵石所在的点</p><p>当从上方观察时,落入池塘会产生一系列圆形波前(波纹)考虑一个以恒定频率向各个方向发射波的固定源</p><p>来自源的波前形状由一系列同心,均匀描述 - 空间“炮弹”任何站在震源附近的人都会遇到每个波阵面的频率与发射频率相同但如果波源移动,波前的模式将会看起来像fferent在发射的一个波峰和下一个波峰之间的时间内,声源将移动,使得炮弹不再是同心的</p><p>当波浪行进时,波前会在震源前聚集(靠得更近)</p><p>它背后的距离(更远)现在站在移动源前面的人会观察到频率高于之前的信号源,因为信号源向它们移动相反,当信号源移动时,信号源后面的人会观察到较低频率的波峰值它显示了源的运动如何影响静止观察者所经历的频率如果源静止且观察者朝向或远离它发生观察频率的类似变化事实上,两者之间的任何相对运动都将在所观察到的频率中引起多普勒频移/效应那么为什么我们听到过警笛的音调变化</p><p>我们听到的音调取决于声波的频率高频率对应于高音调</p><p>当警报器产生恒定频率的波时,当它接近我们时,观察到的频率增加,我们的耳朵听到更高的音调</p><p>并且正在移动,观察到的频率和俯仰下降警报器的真实音高介于我们听到它接近我们时听到的音高,以及我们听到的音高,当它加速时对于光波,频率决定了我们看到的颜色最高频率的光在可见光谱的蓝色端;最低频率出现在该光谱的红色端如果恒星和星系远离我们,它们发出的光的表观频率会减少,它们的颜色会向光谱的红色端移动</p><p>这就是所谓的红移A向我们前进的明星将出现蓝移(频率更高)这种现象首先导致克里斯蒂安多普勒记录他的同名效应,并最终允许埃德温哈勃在1929年提出宇宙正在扩张,当他发现所有星系似乎都是红移(即远离我们和彼此)多普勒效应还有许多其他有趣的应用,除了声音效果和天文学多普勒雷达使用反射微波来确定远处移动物体的速度它是通过发送具有特定波的波来实现的频率,然后分析反射波的频率变化 它应用于天气观测,以表征云的运动和天气模式,并在航空和放射学中有其他应用它甚至用于警察速度探测器,其本质上是小型多普勒雷达单元医学成像也利用多普勒效应监测血流通过身体中的血管多普勒超声使用高频声波,让我们测量血流的速度和方向,以提供成人和发育中的胎儿的血栓,动脉阻塞和心脏功能的信息我们对多普勒效应的理解使我们能够更多地了解我们所属的宇宙,衡量我们周围的世界,看看我们自己的身体这些知识的未来发展 - 包括如何扭转多普勒效应 - 可能导致技术曾经只在科幻小说中被读过,

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