巧推经典和相对论多普勒效应公式

无论是经典多普勒效应公式还是相对论多普勒效应公式,在大学物理教材中都可以找到其具体的推导方法,而且每种多普勒效应公式的推导方法都不止一种．但是这些推导方法均较为繁琐．笔者在实际教学过程中发现,通过建模,可以对两种多普勒效应公式进行非常巧妙的推导,特别是对于相对论多普勒效应公式,推导过程显得尤其简洁．     

基于相对性原理的多普勒效应公式推导

“大学物理”旨在向学生传递“联系”与“统一”的思想,但众多的教材在推导多普勒效应公式时却没有深入探寻“相对运动”与“频率变化”之间的联系和统一.作者从波长的定义着手,基于相对性原理,应用伽利略变换式对机械波的多普勒效应公式进行推导和应用验证;采用洛伦兹变化式对电磁波的多普勒效应公式进行推导.通过推导机械波和电磁波的多普勒效应公式,揭示了多普勒效应的频率变化实际是在不同惯性系中的测量结果.     

海面微波散射场多普勒谱特性研究

基于粗糙面电磁散射双尺度模型推导给出了海面微波散射场多普勒谱频移和谱宽的理论公式, 在该理论公式的推导过程中同时考虑了大尺度海浪的倾斜调制、遮蔽效应和曲率修正效应等因素的影响. 文中将理论公式计算结果与精确数值结果进行了比较, 并讨论了倾斜调制、遮蔽效应及曲率修正效应等因素对多普勒频移和谱宽的影响, 发现倾斜调制使水平极化散射回波多普勒频移显著增大, 从而导致水平极化回波多普勒频移比垂直极化回波多普勒频移大; 在中等入射角度区域, 遮蔽效应和曲率修正效应对多普勒谱并无显著影响, 而在掠射条件下, 遮蔽效应使得多普勒频移增大、谱宽变窄. 本研究对深入理解动态海面散射场频谱特性具有一定参考意义.     

匀速和变速运动时声波多普勒效应公式的推导

给出了波源和观察者在匀速和变速运动情况下声波多普勒效应公式的详细推导过程. 结果显示,无论 观察者和波源做匀速运动,还是做变速运动,对应的多普勒效应公式都是相同的     

基于Matlab语言仿真声波多普勒效应的研究

1.多普勒效应的概念多普勒效应是奥地利物理学家、数学家克里斯琴·约翰·多普勒于1842年首先提出的。由于波源和观察者之间有相对运动,使观察者感到频率变化的现象叫做多普勒效应.2.多普勒效应的基本原理根据声波的多普勒效应公式,当声源与接收器     

多普勒效应公式的简便推导

基于把多普勒效应理解为波频率的坐标变换,由洛伦兹变换推导出适用于任何波的多普勒效应公式。     

澄清对多普勒效应的几点误解

详细讨论了波源和观察者在垂直二者连线方向上运动时是否会产生多普勒效应,波源和观察者之间的相对位置是否会影响多普勒效应,火车经过观察者时汽笛的音调是否是先越来越高后越来越低等三个容易对多普勒效应产生误解的地方,并给予澄清.特别地,推导出了波源和观察者沿任意方向运动时的精确的多普勒效应公式,证明了多普勒效应与波源和观察者之间的相对位置无关.     

多普勒效应的研究

以光子假设为前提 ,利用动量守恒定律和能量守恒定律导出了相对论多普勒公式 ,并简单讨论了经典力学的多普勒效应。     

有关电磁波横向多普勒效应的辨析

电磁波既有纵向多普勒效应,也存在横向多普勒效应,一般电动力学教科书中对纵向多普勒效应多有讨论,易于理解且无争议,但对横向多普勒效应则少见详细、正确的报道.本文基于普遍的电磁波多普勒效应表达式,结合光行差公式,对电磁波多普勒效应进行了全面的辨析,指出对横向多普勒效应,波源的运动与探测器的运动是等价的,无论源静止、接收器运动还是源运动、接收器静止,横向多普勒效应都应只存在红移,不可能出现蓝移,并对横向多普勒效应蓝移错误的原因进行了分析.     

不同参考系中多普勒效应公式的统一

由于所用参考系不同,因而各种文献给出了不同形式的多普勒效应表达式.本文通过洛伦兹变换,对不同参考系中多普勒效应公式给出了普遍推导,从而将它们统一起来.     

光波的多普勒效应

光波的多普勒效应属狭义相对论的范畴, 本文用几何语言和非几何语言的狭义相对论知识推导了光波 的多普勒效应公式, 并且将两种方法作了比较分析     

不同参考系下的相对论多普勒效应

基于相对论速度变换和同一直线上相对论多普勒效应, 给出了在接收者系下, 运动方向与位移连线不 在同一直线上的相对论多普勒效应的频率变换公式     

相对声速与多普勒效应

根据驻点声速的现有知识 ,通过数学推导 ,得到了声速与流速的关系计算公式 ,时间相对性公式和多普勒效应公式。     

一般多普勒效应的综合统一分析

在物理学教材中分别给出了声波和光波的多普勒效应公式，但两者表达式不同.一些文献分析了两者间的联系，但没有真正地将两者统一起来；另一些文献虽作了统一分析，但均在特殊洛伦兹变换下讨论问题，所得结果又不具有一般性.本文在不区分声波与光波的情况下，基于波动传播的共同本质，综合运用多种方法导出一般多普勒效应的表达式，系统地论证两者的统一性.通过分析得到了一般多普勒效应的3个等价表达式，而教材中声波与光波的多普勒效应公式乃是其不同情况下的特例.     

由光子理论推导光波多普勒效应公式

从光子理论和相对论出发，导出了光波多普勒效应公式．     

逆康普顿散射

本文从光量子理论出发，利用康普顿散射频移公式和多普勒频移公式、光行差效应方程，讨论了逆康普顿散射．     

适应物理竞赛内容新调整提升对多普勒效应的认识

2013年全国中学生物理竞赛委员会执行新的《全国中学生物理竞赛内容提要》,多普勒效应是复赛题 和决赛题新增补的内容之一,本文利用初等数学分别对机械波和电磁波的多普勒效应公式进行推导,并应用声波 和光波的多普勒效应规律求解全国中学生高中物理竞赛题.     

用时空线分析多普勒效应

采用描述波源运动，观察者运动及声波在静止空气中以声速传播的三组时空线，用几何方法导出多普勒公式，并通过时空线相交分析多普勒效应中观察者接收声波信号的时序及周期，着重讨论了一般文献中未曾涉及的不同条件下多普勒效应的结果及其物理意义。     

从普遍的洛仑兹变换推导多普勒效应和光行差的一般规律

本文从普遍的洛仑兹变换和电磁波位相不变的定理出发，一次性地导出光的多普勒效应和光行差的一般规律，并由此一般规律导出纵向和横向多普勒效应及光行差的常用公式．     

一种简洁统一的多普勒效应探究

陈光平等给出了多普勒效应的一种统一形式,但当波速低于光速时,其涉及第三方参考系——介质系的观测,故而使用起来颇为不便.本文探讨了一种多普勒效应的简洁统一形式并给出证明,同时给出了这种简洁统一形式在光速和远小于光速时的情况.这种简洁统一形式不仅不会涉及介质系,而且具有对称的物理美.并且,通过对公式本身的作图分析,得知多普勒效应中的相对论效应是随着速度的增加而逐渐显现的,并不是与经典多普勒效应的简单叠加.