再谈多普勒效应

 多普勒效应是指当波源和接收器之间有相对运动时,所接收到的频率不等于波源振动频率的现象。一般的普通物理教材只研究波源和接收器沿二者连线运动时的情形,即纵向多普勒效应,对波源和接收器沿任意方向运动没有做深入研究。本文力图从频率的定义单刀直入,来推导机械波多普勒效应的普遍公式。     

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     

多普勒效应与多普勒雷达

1 引言 多普勒效应是指当波源和接收器之间有相对运动时,所接收到的频率不等于波源振动频率的现象.这一现象是1842年由奥地利物理学家多普勒(Christian Doppler)首先在声学上发现的.1930年左右开始将这一规律运用到电磁波范围,1950年左右研制出了第一代多普勒雷达.下面简要介绍多普勒效应及其在雷达中的应用.     

对多普勒效应验证实验仪器的改进

声源与接收器之间存在相对运动就会发生多普勒效应。目前，许多高校物理实验室使用的多普勒效应验证仪器只能验证接收器和声源在一条直线上时，接收频率与接收器运动速度的关系，对于声源运动以及相对运动与二者连线存在角度等情况还不能验证。因此，为了全面验证多普勒效应，在原装置的基础上进行了一定程度的改进，新的实验装置可以弥补原实验装置的不足。通过对实验数据的处理分析，计算出声速的相对误差在3%左右，验证了本实验装置的可靠性。     

关于质速关系m=m_0/{(1-v~2/c~2)1/2}的一个简单证明

狭义相对论的一个重要关系式 ,在非物理专业的普通物理教材中,一般并没有加以证明;即使少数教材给出了证明,其过程也很复杂.本文介绍一种简易的证明方法,可使初学者在较短时间内尽快地掌握这一公式的来龙去脉. 动量守恒定律在自然界中是普遍成立的,不同惯性系的观察者测量的物体相对于同一惯性系的动量应相等.这就是本文证明的出发点. 为简单起见,假设K'坐标系相对于K坐标系作匀速。运动,其运动方向沿x轴正方向,并且在两坐标系重合时;双方的钟都指向0(即t=t'=0),有一静止质量为m0的质点在其中运动,运动方向沿x(或x')轴,如图所示. 由K'系中…     

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.     

基于多普勒效应的水波特性实验装置的设计

设计了一种基于多普勒效应的水波特性实验装置,在频闪光源照射下,通过毛玻璃屏,可直接观察多普勒效应的现象,通过设计的光电检测装置测量出水波的频率及频率的变化情况,实现水波多普勒频移的数字化测量.当波源位置固定,波源以一定频率振动,根据多普勒效应,通过实时测量多普勒频率,测量出探头的速度,进而推算出水波波速.该装置有利于多普勒效应的水波特性研究,直观演示了多普勒频移现象.     

反射式声波多普勒效应测速实验

通过检测运动"小车"反射波的频率变化,测量运动"小车"速度,从而了解多普勒效应的应用.     

狭义相对论教学中的几个问题

本文讨论了相对论教学中几个方面的问题,包括常见例子的问题,洛伦兹变换的方便形式,同时相对性例子在另一参考系的讨论,长度测量在另一参考系看到的现象,时间延缓及运动参考系各点时间不同和光的多普勒效应的简单推导.通过不同过程在不同参考系中的讨论,掌握在运动系讨论问题的方法,以及同一过程在不同惯性系内的不同表现,而所有现象的测量结论在洛伦兹变换下保持不变.     

多普勒效应测速实验仪的改进

对多普勒效应实验仪的机械组成部分及微处理程序进行改进,使之能够测量运动方向不在连线RS[1]（超声发射器和接收器在同一时刻的连线）上的速度。这使得实验更加贴近实际应用,有助加深学生对多普勒效应理论的理解,充分认识理论转化为实际应用的过程及其重要性。     

多普勒彩色血流显像

1多普勒效应1842年奥地利著名天文学家和物理学家多普勒（Doppler）观察发现：当光源与接收者相向运动时，光波被压缩，波长缩短，接收频率较发射频率增大；当光源与接收者背向运动时，光波伸展，波长增大，接收频率较发射频率减小．这一光学中的现象也适用于声学之中．站在铁路旁的人，当鸣着汽笛的火车开过来时，会感到汽笛声由低沉变得高亢，当火车离开时，会感到汽笛声由高亢变得低沉了．这种由于光源（或声源）与接收者间相对运动所造成的接收频率不同于发射频率的现象，称为多普勒效应（Dopplereffect），这种频率的差异，称为频移（…     

对运动电荷在匀强电场中的一点讨论

讨论一电荷沿x轴以初速υ垂直射入一匀强电场E0中(图一中的z方向).取电场E0为s’(x’,y’,z’t’)静止坐标系,观察者站在电荷q(s系)上看,s’系相对于s系以速度(-υ)运动,这时观察者将观测到原来的电场E0不再是E0.由电磁场的变换公式,在o’与o重合,即t=0时刻,在s系测得的电磁场为:式中　但在s’系看:把(2)式中的各分量代入(1)的变换式中变得s系中电磁场的分量这样站在s系看电行q的运动方程应是:但同时电场E0以速度-υ向左匀速运动,它的运动方程为 x=-υt. 于是电荷q相对于E0的等效运动方程是 解之得电荷的轨道方程:是一抛物线,轨道向x轴上…     

应用多普勒效应测速的深入讨论——以人教版物理教材选择性必修一为例

利用多普勒效应测速是一种重要的技术手段.但在教学过程中发现,对于测速的原理到底如何,学生以及部分教师并不是很清楚,笔者从多普勒效应的原理出发,发现此问题对应的模型是波源和观察者同时运动的情景,并得到了频率变化与速度之间的关系,再进一步讨论了电磁波的多普勒效应.     

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     

多普勒效应与光谱双星

 所谓多普勒效应就是指波源与观察者(接收器)相对于介质有相对运动时,观察者接收到的频率与波源的波动频率有所不同的现象。该效应在科学技术上的应用极其广泛。     

关于电磁场的统一性和相对性

学过电场和磁场后,容易把二者看成本质不同的两回事。为了让学生们对电磁场的统一性和相对性有个粗浅的了解,我用两节课讲了下面一个常见问题。 一、问题的提出 如图1所示,一带正电q的粒子正以速度υ平行于强度为I的长直导线运动,该粒子距导线为r。在地面上(简称实验室系K)会观测到强度为 B=的磁场,方向沿图1中y轴正向。按洛仑兹公式,粒子所受磁场力为方向沿图1中z轴正向。因稳恒载流导线为电中性,周围不存在电场。 当在随同粒子一起运动的坐标系(简称粒子系K’)中观测时,会不会观测到力?如能观测到,那它是什么性质的力?它是否等于实验室…     

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.     

激光技术—2020年第51届国际物理奥赛理论第3题解答

由于系外恒星的光谱发生频率是固定的几个频率,我们可以测得这些频率。而当行星在轨道上运动时,恒星受行星影响产生运动,光波会产生多普勒效应。我们可以根据多普勒光谱的偏移多少以及光强相对大小来判断行星的运动轨道平面和轨道大小。     

多普勒效应实验数据的简单处理方法

给出了多普勒效应测量声速实验中的一种简单实用的数据处理方法,并对实验结果进行了分析,指出了提高接收器的速度,会使实验效果更明显而且能提高了测量声速的精度.     

多普勒效应在无线电探測技术中的应用

1842年奥地利科学家赫利斯琴·多普勒发现,当波(声波、光波等)源和接收器有相对运动时,接收器测得的波的频率和波源发出的频率不同;这种现象被称为“多普勒效应”。在本世紀初实驗証实了这种现象在光波中确系存在以后,它立即在天文测量中得到重視,我们关于星球运动的知識主要是利用光的多普勒效应获得的。无线电探测技术的发展,亦注意到这种效应的利用;现已制成各种测速、测距系统,特别是近年来,为了解决飞行器导航和观测人造卫