多普勒效应是为纪念奥地利物理学家及数学家克里斯琴·约翰·多普勒而命名的,他于1842年首先提出了这一理论。主要内容为物体辐射的波长因为波源和观测者的相对运动而产生变化。在运动的波源前面,波被压缩,波长变得较短,频率变得较高(蓝移blue shift);在运动的波源后面时,会产生相反的效应。波长变得较长,频率变得较低(红移red shift);波源的速度越高,所产生的效应越大。根据波红(或蓝)移的程度,可以计算出波源循着观测方向运动的速度。恒星光谱线的位移显示恒星循着观测方向运动的速度,除非波源的速度非常接近光速,否则多普勒位移的程度一般都很小。所有波动现象都存在多普勒效应。
多普勒效应公式是什么?
1、纵向多普勒效应(即波源的速度与波源与接收器的连线共线):f'=f[(c+v)/(c-v)]^(1/2),其中v为波源与接收器的相对速度。当波源与观察者接近时,v取正,称为“紫移”或“蓝移”。否则v取负,称为“红移”。
2、横向多普勒效应(即波源的速度与波源与接收器的连线垂直):f'=f(1-β^2)^(1/2),其中β=v/c。
3、普遍多普勒效应(多普勒效应的一般情况):f'=f[(1-β^2)^(1/2)]/(1-βcosθ),其中β=v/c,θ为接收器与波源的连线到速度方向。
多普勒效应原理是什么?
多普勒效应指出,波在波源移向观察者时接收频率变高,而在波源远离观察者时接收频率变低。当观察者移动时也能得到同样的结论。但是由于缺少实验设备,多普勒当时没有用实验验证,几年后才用测量的数据去验证。一个常被使用的例子是光,当恒星接近观察者时,其发出的光的颜色会比平常更蓝。天文学家可以在恒星经过时看出光颜色的变化。
如果把光波视为有规律间隔发射的脉冲,可以想象若你每走一步,便发射了一个脉冲,那么在你之前的每一个脉冲都比你站立不动时更接近你自己。而在你后面的光源则比原来不动时远了一步。或者说,在你之前的脉冲频率比平常变高,而在你之后的脉冲频率比平常变低了。
产生原因:光源完成一次全振动,向外发出一个波长的波,频率表示单位时间内完成的全振动的次数,因此波源的频率等于单位时间内波源发出的完全波的个数,而观察者看到的光的颜色,是由观察者接受到的频率,即单位时间接收到的完全波的个数决定的。当波源和观察者有相对运动时,观察者接收到的频率会改变。在单位时间内,观察者接收到的完全波的个数增多,即接收到的频率增大。同样的道理,当观察者远离波源,观察者在单位时间内接收到的完全波的个数减少,即接收到的频率减小。