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.     

多普勒和多普勒效应的起源

介绍了奥地利物理学家多普勒的生平，回顾了多普勒对波源和观测者之间有相对运动时接收到的波频率改变的效应即多普勒效应的最初论述，以及人们早期对多普勒效应在声学、天文学及光学领域的实验验证情况．论述了多普勒效应的历史作用和纪念多普勒的现实意义．     

多普勒效应公式的系统推导方法

用一种统一而简便的方法推导出各种情况下的多普勒效应,揭示出不同情况、形状不同多普勒效应的相同本质。     

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。     

声波的横向多普勒效应

在非相对论范围内，当声源或观测者单一对媒质运动时，纯横向多普勒效应为红移。     

基于光学多普勒效应的光速测量与监听实验

设计了基于迈克耳孙干涉仪的光学多普勒效应定量实验装置,分别以气体、液体中光速的测量与音频监听为例,阐述了装置的具体运行过程,展示了装置的性能与技术参量.实验测得空气中光速为3.021×10⁸ m/s,水中光速为2.284×10⁸ m/s;该装置还可用于研究物体的运动,测速范围达到300 nm/s～7.9 m/s.基于光学多普勒效应进行音频监听,所得音频包含了音频原声的基本特征.     

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     

机械波的横向多普勒效应并不存在

在非相对论范围内，机械波的横向多普勒效应并不存在。     

时间膨胀与多普勒效应

在推导声的多普勒效应公式时加进时间膨胀因素并把所得结果用于光的传播，说明光学和声学多普勒现象的异同，特别是指出光媒质是不存在的．     

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.     

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.     

光的多普勒效应实验--介绍一个自学物理实验

介绍利用一台迈克耳孙干涉仪,配上一套自制的可使反射镜缓慢移植的简易装置进行光的多普勒效应测速实验。     

超声光栅实验及其多普勒频移的一种简单研究方法

采用光子学方法,对超声光栅衍射实验和实验中出现的多普勒频移现象进行了研究,所得结论与采用光的波动性观点的惠更斯-菲涅耳原理及傅里叶变换等常规方法相同.该方法进一步加深了对衍射的本质和光的粒子性的理解并对光子的信息传递能力有初步的认识.     

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。     

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.     

声波多普勒效应综合实验

利用运动物体反射声波与原声波合成后产生拍，用数字存储示波器测定拍频，从而测定空气中的声速或运动物体的速度，并给出了相应的实验装置、实验方法。     

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.     

Synchronous ultrasonic Doppler imaging of magnetic microparticles in biological tissues

We considered applicability of acoustic imaging technology for the detection of magnetic microparticles and nanoparticles inside soft biological tissues. Such particles are widely used for magnetically targeted drug delivery and magnetic hyperthermia. We developed a new method of ultrasonic synchronous tissue Doppler imaging with magnetic modulation for in vitro and in vivo detection and visualization of magnetic ultradisperse objects in soft tissues. Prototype hardware with appropriate software was produced and the method was successfully tested on magnetic microparticles injected into an excised pig liver.     

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.