The Doppler effect in NMR spectroscopy

An NMR sample may be subject to motions, such as those due to sample spinning or to liquid flow. Is the spectrum of such a sample affected by the Doppler effect? The question arises because, instrumental dimensions being much shorter than the wavelength, it is the near-field of the precessing magnetic moment which couples to the receiver coil, rather than the radiated far-field. We expand the near-field into plane propagating waves. For each such wave there is another one with the same amplitude, propagating in the opposite direction. The Doppler shifts are therefore equal and opposite. In the model case of a small fluid sample moving with constant velocity, this leads to a distribution of Doppler shifts which is symmetrical with respect to the unshifted frequency: there is no net spectral shift. We examine the possibility of observing the Doppler distribution in this case. We also consider the case of thermal motion of a gas. We draw attention to the resolved Doppler splitting of molecular rotational transitions in a supersonic burst as observed in a microwave resonator. We also mention briefly the Doppler effect in molecular beam spectroscopy.     

基于乘法器的超声多普勒实验仪的研究

介绍了一种基于模拟乘法器的超声多普勒效应实验仪.该设备利用超声发射换能器的激励信号和经过限幅放大处理后的接收换能器的输出信号,作为模拟乘法器的输入;将乘法器的输出经过低通滤波器后得到多普勒频移信号,从而获得接收换能器的运动速度.该设备具有结构清晰、操作方便、物理现象明显等特点,十分适合在大学物理实验教学中应用.     

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.     

油膜覆盖的非线性海面电磁散射多普勒谱特性研究

当海面上方漂浮油膜时,海面的毛细波成分将因油膜的阻尼作用而被破坏.本文采用PM谱,基于Marangoni阻尼效应,建立油膜覆盖的一维Creamer非线性海面模型,并简单分析了油膜的阻尼作用对海面轮廓的影响.在此基础上,利用迭代物理光学方法研究了L波段下该模型的后向散射回波的多普勒谱特性,通过与基于线性模型的海面散射回波多普勒谱对比发现,在大中入射角下,非线性海面散射回波与线性海面多普勒谱的差异不可忽略,说明采用Creamer非线性理论建立海面几何模型的必要性.研究发现,油膜覆盖海面的散射回波的多普勒频移及展宽与干净海面雷达回波的多普勒特性具有明显差异,这表明海面上漂浮的油膜对雷达散射回波的多普勒特性具有显著的影响.数值结果重点分析了入射角、油膜参数以及风速对油膜覆盖海面散射回波多普勒谱展宽和频移的影响规律.     

多普勒效应教学仿真系统的开发

Visual Basic 2010 Express Edition(VB2010)软件开发环境下利用OpenAI和OpenGL API函数库设计并实现多普勒应用教学仿真系统,经过优化的该系统仅需两个扬声器就能实现3D位置音效及多普勒效应.应用表明,多普勒效应教学仿真系统具有交互性好、实用性强和效果逼真等特点.     

基于数字存储示波器的超声多普勒效应实验系统的研究与应用

介绍了一种基于数字存储示波器的超声多普勒效应实验系统.该系统利用现有的超声声速测量设备,以频移信号处理电路和数字存储示波器作为数据测量单元的核心,通过与系统底座和运动控制单元相配合,开展与多普勒效应相关的多项综合性、设计性实验.实验中信号的转换、传输和处理过程清晰透明,有利于培养学生的自主动手能力和观察分析问题的能力.该实验系统结构简单,无需复杂的软件编程,各实验室均可自行完成制作,同时又可实现实验资源共享,提高仪器设备的利用率,具有较高的实用和推广价值.     

基于单片机多谱勒效应实验仪的设计

介绍了用单片机设计多谱勒效应实验仪的电路组成和典型电路,电路简洁,操作方便,成本低,教学效果好。     

摆动式声多普勒效应实验仪

针对现有的声多普勒效应实验装置中存在的问题,设计并制作了摆动式声多普勒效应实验仪.该仪器能够分别进行声源运动和观察者运动的声多普勒效应实验,且可定量分析频偏和测量速度.本文详细介绍了该仪器的原理、构造、特点和实验过程,并对实验结果进行了较为全面的分析.     

多普勒效应测量声速实验的设计

介绍了设计性实验"多普勒效应测量声速."该实验要求学生理解多普勒效应测量声速的原理,利用气垫导轨实验和声速的测定实验仪器,设计出一套多普勒效应测量声速的实验装置,并利用该实验装置测量声速.     

Theoretical study of the microscopic Doppler effect for energetic material

We develop a physical model to describe the microscopic Doppler effect of phonon states in energetic material and use it to investigate the phonon–strain scattering behaviour of β-octahydro-1,3,5,7-tetranitro-1,3,5,7-tetrazocine. The required elastic constants and force constants are obtained by first-principles calculations. By using the phonon–strain scattering probability, a set of dissipation parameters are calculated, such as the viscosity coefficient, damping rate of elastic wave, and heat dissipation across shock wave front. It is interesting that the Doppler effect could describe the microscopic phonon scattering mechanism reasonably.     

Noticeable positive Doppler effect on optical bistability in an N-type active Raman gain atomic system

We theoretically investigate the Doppler effect on optical bistability in an N-type active Raman gain atomic system inside an optical ring cavity.It is shown that the Doppler effect can greatly enhance the dispersion and thus create the bistable behaviour or greatly increase the bistable region,which has been known as the positive Doppler effect on optical bistability.In addition,we find that a positive Doppler effect can change optical bistability from the hybrid dispersion-gain type to a dispersive type.     

利用智能手机居家测量声速和重力加速度

利用两部智能手机,借助手机软件phyphox在家进行了多普勒效应实验.两部手机分别作为接收器和声源,让接收器和声源分别做自由落体运动,测得了接收频率和运动速度随时间的变化曲线,通过对数据的处理得到了声速和重力加速度值,并和理论值进行了对比,验证了用手机进行多普勒效应实验的可靠性,为以后实验的进行以及数据处理提供了参考.     

多普勒效应之拙见

从多普勒效应定义出发，直接讨论同一直线运动情况下多普勒效应的统一表达式，并提出当两不在同一直线上运动时，不能笼统作速度对连线的投影，而且多普勒效应不只与速度有关，还与相对有位置有关。     

多卜勒计程仪

本文简要回顾多卜勒计程仪的发展和用途，分析了多卜勒计仪为导航设备的优点，工作原理，主要性能及组成部件，最后介绍了多卜勒计程仪在我国的设计情况。     

基于迈克耳孙干涉仪的激光多普勒实验仪及其实验

通过对迈克耳孙干涉仪动镜的改装和机械加工,设计了激光多普勒效应实验装置.使用该装置可以监测弱振动,测量谐振动的振幅、扬声器的灵敏性能常量,也可以测量低速运动物体的运动速度.通过示波器观察光拍现象,可以帮助学生更好地理解多普勒效应,了解激光多普勒效应的应用.     

三能级原子系统中单光子频率失谐对光减速的影响

在Λ型三能级Rb原子介质中，观察到了由电磁感应透明（EIT）效应导致的光减速现象并测 量了光延迟对单光子频率失谐量的依赖关系. 结果表明，由于多普勒展宽效应的存在，在单 光子频率失谐±600MHz的范围内，光减速效应较为显著. 在考虑多谱勒频移的情况下，数值 计算了光延迟随单光子频率失谐量的变化曲线，实验结果与理论曲线很好地符合. 这一研 究结果为利用单光子频率失谐控制光的群速度提供了理论与实验参考. 关键词： 光减速 电磁感应透明 多普勒展宽     

基于可调谐半导体激光吸收光谱技术的高速气流流速测量方法研究

以激光Doppler效应为原理,结合可调谐半导体激光吸收光谱技术的窄线宽、可调谐优势, 可实现高速气流流速的实时在线检测.介绍了流速测量的基本原理和方法,搭建了双光路流速测量系统, 利用DFB激光器对位于1398 nm处的水汽吸收线进行10 kHz快速扫描,获得高速气流的实时光谱信息, 并根据两路吸光度曲线之间的Doppler频移来反演气流流速.介绍了频率标定和Doppler频移测量的方法. 在风洞上进行了流速测量验证性实验,将流速测量结果与理论计算结果进行了对比,二者之间符合得较好, 初步证明了该方法的可行性.分析了系统的性能及可能引起流速测量误差的因素,以便系统进一步优化.     

基于PASCO数据采集装置的激光测速实验探究

探究了基于光多普勒效应和PASCO数据采集装置的激光测速实验,分别获取了液体流速和固体(光纤探针)运动速度的多普勒信号,利用多普勒信号可以测定它们的速度,并用“双光纤测速法”对比说明了测固体运动速度的精度.     

运动物体反射电磁波多普勒效应的一般情况

讨论了电磁波在任意角入射于运动物体反射信号多普勒效应的一般情况,给出了以可测量表达的多普勒效应基本相关的直接推导。     

声波多普勒效应演示实验

利用声波多普勒效应导致声强变化的特性,设计了声波多普勒效应实验装置,该装置将声音信号转变成电信号,并用信号大器进行放大,驱动发光二极管发光演示了声波的多普勒效应.