多普勒效应中为什么波源向观察者移动时氙灯光源波长范围减小

根据多普勒效应,我们知道当波源与观察者相互接近时,观察者接收到的频率增大;如果二者远离,观察者接收到的频率减小.由实验知道遥远的星系所生成的光谱都呈现“红移 .即光谱线都向红色部分移动了一段距离,由此现象可知 A.宇宙在膨胀 B.宇宙在收缩C.宇宙部分静止不动 D.宇宙只发出红光光谱 题目和参考答案——精英家教网——
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根据多普勒效应,我们知道当波源与观察者相互接近时,观察者接收到的频率增大;如果二者远离,观察者接收到的频率减小.由实验知道遥远的星系所生成的光谱都呈现“红移”,即光谱线都向红色部分移动了一段距离,由此现象可知( &&&) A.宇宙在膨胀&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& B.宇宙在收缩C.宇宙部分静止不动&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& D.宇宙只发出红光光谱
解析:多普勒效应是一切波动都能发生的现象.“红移”现象说明遥远的星系发的光对观察者来说频率在逐渐降低,由多普勒效应知星系在向远离观察者方向移动,即宇宙在膨胀.选项A正确.答案:A
练习册系列答案
科目:高中物理
下列说法正确的是(  )A.根据多普勒效应,交警向行进中的车辆发射超声波可以测速B.光纤通信利用了光的干涉原理C.一切物理规律在任何惯性系中都是相同的D.爱因斯坦的质能方程告诉我们质量就是能量,能量就是质量
科目:高中物理
下列有关机械波的说法中正确的是(  )A、我们能够听到墙外的声音是声波发生干涉的结果B、两列满足条件的波在相遇区域形成稳定的图样是波发生衍射的结果C、医院中的“彩超”是利用波的多普勒效应来检查身体有无异常D、根据听到的火车汽笛声的音调变化判断火车的行驶方向是多普勒效应的应用
科目:高中物理
在光学里也存在类似的多普勒效应,当光源和观察者相互远离时,测量到的光谱线的波长比相对静止时大,称为光谱线的红移;当光源和观察者相互靠近时,测量到的光谱线波长比相对静止时小,称为光谱线的蓝移.远方星系均呈现光谱线的红移现象,其最自然的解释就是星系都远离我们而运动,运动的速度称为退行速度.退行速度可以根据红移量,即波长的相对改变量,由多普勒效应计算出来.退行速度和距离成正比,称为哈勃定律,即v=HD.v为星系的退行速度,D为星系与地球的距离,H为一常量,称为哈勃常量.为解释上述现象,有人提出一种理论,认为宇宙是从一个大爆炸的火球开始形成的.假设在爆炸后各星体即以不同的速度向外匀速运动,并设想我们就位于其中心,则速度越大的星体现在离我们越远.这一结果与上述天文观测一致.由上述理论和天文观测结果,可估算宇宙年龄T,其计算式为T=________.根据近期观测,哈勃常数H=3×10-2 m/(s·光年),其中光年是光在一年中行进的距离.由此估算宇宙的年龄约为________年.
科目:高中物理
在光学里,也存在类似的多普勒效应,当光源和观察者相互远离时,测量到的光谱线的波长比相对静止时大,称为光谱的红移;当光源和观察者相互靠近时,测量到的谱线波长比相对静止时小,称为光谱的蓝移.远方星系均呈现光谱线的红移现象,其最自然的解释就是星系都远离我们而去,运动的速度称为退行速度.退行速度可以根据红移量即波长的相对改变量,由多普勒效应计算出来.退行速度和距离成正比,称为哈勃定律,即v=HD.v为星系的退行速度,D为星系与地球的距离,H为一常量,称为哈勃常量.为解释上述现象,有人提出一种理论,认为宇宙是从一个大爆炸的火球开始形成的.假设在爆炸后,各星体即以不同的速度向外匀速运动,并设想我们就位于其中心,则速度越大的星体现在离我们越远,这一结果与上述天文观测一致.由上述理论与天文观测结果,可估算宇宙年龄T,其计算式为T=__________.根据近期观测,哈勃常数H=3×10-2 m/s·光年,其中光年是光在一年中行进的距离,由此估算宇宙年龄约为多少年.
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波源远离观察者运动和观察者远离波源运动都会产生频率降低的多普勒效应,这两种情况有何区别?
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当你站在公路旁,留意一辆快速行驶汽车的引擎声音,你会发现在它向你行驶时声音的音调会变高(即频率变高),在它离你而去时音调会变得低些(即频率变低).这种现象叫做多普勒效应.在光现象里同样存在多普勒效应,当光源向你快速运动时,光的频率也会增加,表现为光的颜色向蓝光方向偏移(因为在可见光里,蓝光的频率高),即光谱出现蓝移;而当光源快速离你而去时,光的频率会减小,表现为光的颜色会向红光方向偏移(因为在可见光里,红光的频率低),即光谱出现红移.在进一步研究多谱勒效应之前,先让我们了解一下有关波的基本知识:如果我们将一个小石块投入平静的水面,水面上会产生阵阵涟漪,并不断地向前传播.这时波源处的水面每振动一次,水面上就会产生一个新的波列.设波源的振动周期为T,即波源每隔时间T振动一次,则水面上两个相邻波列之间的距离就为VT,其中V是波在水中的传播速度.在物理学中我们把这一相邻波列之间的距离称为波长,用符号λ表示.这样,波的波长、波速及振动周期三者的关系就可表示为:λ=VT (1)由于波源振动一次所需的时间为T,则波源在单位时间内振动的次数就为1/T.物理学上,把波源在单位时间内振动的次数称为波的频率,用f表示.这样,它和周期的关系就可表示为f=1/T,或T=1/f (2) 综合(1)式和(2)式可得:λ=VT=V/f (3)此式是我们讨论与波有关问题的基本公式,虽然是对水波的传播总结出来的,但它对一切波都适用.实验研究表明:对于确定的介质,波的传播速度V是一个定值.所以,当波在某一确定的介质中传播时,它的波长λ与它的周期成正比(与频率成反比).即波的频率越高,周期越小,其波长越短;反之,波的频率越低,周期越大,其波长越长.对声波而言,声音的频率决定着声音的音调.即声波的频率越高,声波的音调也越高,声音也越尖、越细,甚至越刺耳.根据上述的结论,产生高音的声源振动较慢,振动周期长,对应声波的波长也较长.例如:10000Hz的声波的波长是100Hz声波波长的1/100.而在可见光中,光波的频率决定着色光的颜色.频率由低到高依次对应红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫.其中红光频率最低,波长最长;紫光的频率最高,但波长最短.下面我们就结合以上的背景知识一起来探究一下有关光的多谱勒效应:假设有个光源每隔时间T发出一个波列,即光源的周期为T.如图,当它静止时相邻两个波列时间间隔为 T,距离间隔为 λ=cT 式中c表示光速.当光源以速度V离开观察者时,在每两个相邻的波列之间的时间里光源移动的距离为VT,于是下一个波峰到达观察者所需的时间便增加了VT/c,所以,相邻的两个波峰到达观察者那里所需的时间就为:T’=T+VT/c>T 即这时相对于观察者而言,光波的周期变长了,频率变低了.根据上面关于频率于光色之间的关系可知,次光的颜色会向红光偏移.物理学上,把这一现象称为红移.这时到达观察者那里的两个相邻的波列的距离,即波长就变为 λ’=cT+VT 即波长变长了.这两个波长的比值为 λ’/λ= T’/T=1+V/c 即波长增加了V/c,我们把这个相对增加量就成为红移量,它取决于光源的远离速度.由于一般情况下V
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用不同的参照系看这两个现象其实是一样的撒车远离你,撇开地面,就相当于你们两个不断远离罢了
扫描下载二维码& 单摆周期公式知识点 & “(选修模块3-4)(1)下列说法正确的是...”习题详情
0位同学学习过此题,做题成功率0%
(选修模块3-4)(1)下列说法正确的是&A.泊松亮斑有力地支持了光的微粒说,杨氏干涉实验有力地支持了光的波动说.B.根据麦克斯韦的电磁场理论可知,变化的电场周围一定可以产生变化的磁场C.当波源相对于观察者运动时,观察者接受到波的频率发生了变化,这种现象叫多普勒效应D.在“探究单摆周期与摆长的关系”实验中,测量单摆周期应该从小球经过平衡处开始计时,以减小实验误差(2)一列简谐横波沿x轴负方向传播,周期为4s,t=0时刻的波形如图所示.质点O的振动方程为 &;质点a平衡位置的坐标xa=5m.质点b平衡位置的坐标xb=3m则质点a和质点b比较, &点先到平衡位置处.(3)如图所示,一束平行单色光由空气斜射入厚度为d的玻璃砖,入射光束在玻璃砖上表面的入射角为θ,入射光束左边缘与玻璃砖左端距离为a,经折射后出射光束左边缘与玻璃砖的左端距离为b,可以认为光在空气中的速度等于真空中的光速c.求:光在玻璃砖中的传播速度v.&
本题难度:一般
题型:解答题&|&来源:2011-江苏省宿迁市泗阳县致远中学高考物理模拟试卷(三)
分析与解答
习题“(选修模块3-4)(1)下列说法正确的是____A.泊松亮斑有力地支持了光的微粒说,杨氏干涉实验有力地支持了光的波动说.B.根据麦克斯韦的电磁场理论可知,变化的电场周围一定可以产生变化的磁场C.当波源相对于观察...”的分析与解答如下所示:
(1)泊松亮斑和杨氏干涉实验都有力地支持了光的波动说.根据麦克斯韦的电磁场理论可知,变化的电场周围一定可以产生磁场.当波源相对于观察者运动时,观察者接受到波的频率发生了变化,这种现象叫多普勒效应.在“探究单摆周期与摆长的关系”实验中,测量单摆周期应该从小球经过平衡处开始计时,以减小实验误差.(2)由波动图象读出振幅,由周期求出圆频率,由波的传播方向判断质点O的振动方向,写出质点O的振动方程.根据波的传播方向判断a、b两质点的振动方向,分析回到平衡位置的先后.(3)作出光路图,由几何知识求出光线在上表面折射角的正弦,由折射定律求出折射率,再求出光在玻璃砖中的传播速度v.(1)A、泊松亮斑是由于光衍射现象产生的,所以泊松亮斑和杨氏干涉实验都有力地支持了光的波动说.故A错误.B、根据麦克斯韦的电磁场理论可知,变化的电场周围一定可以产生磁场,但不一定产生变化的磁场,当电场非均匀变化时,才产生变化的磁场.故B错误.C、当波源相对于观察者运动时,观察者与波源之间的距离发生变化时,观察者接受到波的频率发生了变化,这种现象叫多普勒效应.故C正确.D、在“探究单摆周期与摆长的关系”实验中,测量单摆周期应该从小球经过平衡处开始计时,因为摆球经过平衡位置时速度最大,相同的视觉距离误差时,引起的时间误差最小,测出的周期也最小,可以减小实验误差.故D正确.故选CD&(2)由振动图象读出振幅为A=4cm,简谐横波沿x轴负方向传播,t=0时刻质点O的振动方向向上,则质点O的振动方程为y=Asin,代入解得.图示时刻,a、b两质点都向下运动,可见,b点先到平衡位置处.(3)由几何关系,得由折射定律及联立得到,光在玻璃中速度故答案为:(1)CD(2),b&(3)光在玻璃中速度为.
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(选修模块3-4)(1)下列说法正确的是____A.泊松亮斑有力地支持了光的微粒说,杨氏干涉实验有力地支持了光的波动说.B.根据麦克斯韦的电磁场理论可知,变化的电场周围一定可以产生变化的磁场C.当波源...
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经过分析,习题“(选修模块3-4)(1)下列说法正确的是____A.泊松亮斑有力地支持了光的微粒说,杨氏干涉实验有力地支持了光的波动说.B.根据麦克斯韦的电磁场理论可知,变化的电场周围一定可以产生变化的磁场C.当波源相对于观察...”主要考察你对“单摆周期公式”
等考点的理解。
因为篇幅有限,只列出部分考点,详细请访问。
单摆周期公式
与“(选修模块3-4)(1)下列说法正确的是____A.泊松亮斑有力地支持了光的微粒说,杨氏干涉实验有力地支持了光的波动说.B.根据麦克斯韦的电磁场理论可知,变化的电场周围一定可以产生变化的磁场C.当波源相对于观察...”相似的题目:
(2011o甘肃模拟)如图所示的MON是曲率半径很大的圆弧形轨道,所对的圆心角很小,O是轨道的最低点,M、N两点等高.连接OM的一段直线轨道顶端的M点有一块小滑块从静止开始沿着直线轨道下滑;同时,从N点也有一块小滑块从静止开始沿着圆弧轨道下滑.如果不计一切摩擦,则(  )两个滑块可能在O点相遇两个滑块一定在O点左方相遇两个滑块一定在O点右方相遇以上三种情况均有可能
图甲是利用砂摆演示简谐运动图象的装置,当盛砂的漏斗下面的薄木板被水平匀速拉出时,做简谐运动的漏斗漏出的砂,在板上显示出砂摆的振动位移随时间变化的关系曲线已知木板被水平拉动的速度为0.2m/s,图乙所示的一段木板的长度为0.60m,则这次实验砂摆的摆长大约为(取g=π2)&&&&0.56m0.65m1.00m2.25m
若将某单摆的摆长增加&1.2m,则它的周期变为原来的&2倍.此单摆原来的摆长是&&&&1.2m0.6ml.0m0.4m
“(选修模块3-4)(1)下列说法正确的是...”的最新评论
该知识点好题
1(2011o甘肃模拟)如图所示的MON是曲率半径很大的圆弧形轨道,所对的圆心角很小,O是轨道的最低点,M、N两点等高.连接OM的一段直线轨道顶端的M点有一块小滑块从静止开始沿着直线轨道下滑;同时,从N点也有一块小滑块从静止开始沿着圆弧轨道下滑.如果不计一切摩擦,则(  )
2(2010o漳州模拟)将一细线上端挂在测力传感器的探头上,细线下端挂一可视为质点的小球,组成一个单摆装置,如图a.用测力探头和计算机组成的装置测定小球摆动过程中摆线受到的拉力F,计算机屏幕上得到如图b所示的F-t图象,(计算时可认为g=π2).下列说法正确的是(  )
3(2008o南通三模)①下列说法正确的是&&&&A.单摆做简谐运动的过程中,摆球在平衡位置速度最大,回复力为零,加速度为零.B.驱动力频率等于系统的固有频率时,受迫振动的振幅最大.C.波不但传播振动这种运动形式和传递能量,而且还可以传递信息.D.实验表明水波到达浅水区后,传播方向朝法线方向偏折,这说明水波的传播与水深有关,浅水区水波的传播速度较大.E.在观看立体电影时,观众要戴上特制的眼镜,这副眼镜是一对透振方向互相垂直的偏振片.F.麦克斯韦预言了电磁波的存在并通过实验作出证明,使电磁场理论成为世人公认的真理.G.泊松亮斑有力地支持了光的微粒说,杨氏干涉实验有力地支持了光的波动说.H.质能方程E=MC2是相对论的一个重要推论.②如图所示,OA为一单摆,B是穿在一根较长细线上的小球,让OA偏离竖直方向一很小的角度,在放手让A球向下摆动的同时,另一小球B从与O点等高处由静止开始下落,A球第一次摆到最低点时两球恰好相遇,求B球下落时受到的细线的阻力大小与B球重力大小之比.(取g=10m/s2,π2=10)
该知识点易错题
1(2011o甘肃模拟)如图所示的MON是曲率半径很大的圆弧形轨道,所对的圆心角很小,O是轨道的最低点,M、N两点等高.连接OM的一段直线轨道顶端的M点有一块小滑块从静止开始沿着直线轨道下滑;同时,从N点也有一块小滑块从静止开始沿着圆弧轨道下滑.如果不计一切摩擦,则(  )
2(2008o南通三模)①下列说法正确的是&&&&A.单摆做简谐运动的过程中,摆球在平衡位置速度最大,回复力为零,加速度为零.B.驱动力频率等于系统的固有频率时,受迫振动的振幅最大.C.波不但传播振动这种运动形式和传递能量,而且还可以传递信息.D.实验表明水波到达浅水区后,传播方向朝法线方向偏折,这说明水波的传播与水深有关,浅水区水波的传播速度较大.E.在观看立体电影时,观众要戴上特制的眼镜,这副眼镜是一对透振方向互相垂直的偏振片.F.麦克斯韦预言了电磁波的存在并通过实验作出证明,使电磁场理论成为世人公认的真理.G.泊松亮斑有力地支持了光的微粒说,杨氏干涉实验有力地支持了光的波动说.H.质能方程E=MC2是相对论的一个重要推论.②如图所示,OA为一单摆,B是穿在一根较长细线上的小球,让OA偏离竖直方向一很小的角度,在放手让A球向下摆动的同时,另一小球B从与O点等高处由静止开始下落,A球第一次摆到最低点时两球恰好相遇,求B球下落时受到的细线的阻力大小与B球重力大小之比.(取g=10m/s2,π2=10)
3如图,A、B两单摆摆长分别为9.8π2m、2.45π2m,两球静止时刚好接触,且重心等高、质量相等.今把A球从平衡位置向右拉开一个微小角度,然后无初速释放,于是AB将发生一系列弹性正碰,设碰撞后两球速度互换,碰撞时间不计.则释放A球后20s内两球碰撞多少次?
欢迎来到乐乐题库,查看习题“(选修模块3-4)(1)下列说法正确的是____A.泊松亮斑有力地支持了光的微粒说,杨氏干涉实验有力地支持了光的波动说.B.根据麦克斯韦的电磁场理论可知,变化的电场周围一定可以产生变化的磁场C.当波源相对于观察者运动时,观察者接受到波的频率发生了变化,这种现象叫多普勒效应D.在“探究单摆周期与摆长的关系”实验中,测量单摆周期应该从小球经过平衡处开始计时,以减小实验误差(2)一列简谐横波沿x轴负方向传播,周期为4s,t=0时刻的波形如图所示.质点O的振动方程为____;质点a平衡位置的坐标xa=5m.质点b平衡位置的坐标xb=3m则质点a和质点b比较,____点先到平衡位置处.(3)如图所示,一束平行单色光由空气斜射入厚度为d的玻璃砖,入射光束在玻璃砖上表面的入射角为θ,入射光束左边缘与玻璃砖左端距离为a,经折射后出射光束左边缘与玻璃砖的左端距离为b,可以认为光在空气中的速度等于真空中的光速c.求:光在玻璃砖中的传播速度v.”的答案、考点梳理,并查找与习题“(选修模块3-4)(1)下列说法正确的是____A.泊松亮斑有力地支持了光的微粒说,杨氏干涉实验有力地支持了光的波动说.B.根据麦克斯韦的电磁场理论可知,变化的电场周围一定可以产生变化的磁场C.当波源相对于观察者运动时,观察者接受到波的频率发生了变化,这种现象叫多普勒效应D.在“探究单摆周期与摆长的关系”实验中,测量单摆周期应该从小球经过平衡处开始计时,以减小实验误差(2)一列简谐横波沿x轴负方向传播,周期为4s,t=0时刻的波形如图所示.质点O的振动方程为____;质点a平衡位置的坐标xa=5m.质点b平衡位置的坐标xb=3m则质点a和质点b比较,____点先到平衡位置处.(3)如图所示,一束平行单色光由空气斜射入厚度为d的玻璃砖,入射光束在玻璃砖上表面的入射角为θ,入射光束左边缘与玻璃砖左端距离为a,经折射后出射光束左边缘与玻璃砖的左端距离为b,可以认为光在空气中的速度等于真空中的光速c.求:光在玻璃砖中的传播速度v.”相似的习题。河南大学民生学院本科毕业论文;当波源向着观察者运动的时候,完整振动后的波源每次;由于观察者处于静止状态,所以观察者受到的频率就是;因此由上式可得知此时观察者收听到的频率较高;(三)波源与观察者处于同时运动状态;根据上面的探讨,使得观察者接收到的频率不同于波源;因此观察者接收到的声波频率应为;对于以上三种情况的分析我们不难得出:我们所接收到;河南大学民生学院本
河南大学民生学院本科毕业论文
当波源向着观察者运动的时候,完整振动后的波源每次都发出一次脉冲,假设开始时刻发出一次脉冲,而在一个周期后,该波源又会发出一次脉冲,显然此时波源的位子是发生了变化,距离观察者靠近了VsT。这样,经过了多个周期从整体上再次分析,波源前面(即距观察者近一边)的脉冲密集了,波源后面(即距观察者远的一面)的脉冲稀疏了,量化来看就是波的长度发生了变化,由原来的λ变为
由于观察者处于静止状态,所以观察者受到的频率就是介质中波的频率,
因此由上式可得知此时观察者收听到的频率较高。
(三)波源与观察者处于同时运动状态
根据上面的探讨,使得观察者接收到的频率不同于波源频率的原因有两个:一是观察者的运动,使波在单位时间内通过观察者的总距离变为u+Vo;二是波源的运动使介质中的波长变为
因此观察者接收到的声波频率应为
对于以上三种情况的分析我们不难得出:我们所接收到的频率是由相对运动的速度来决定的。换句话来说,我们听到的音调高低是由相对运动的快慢所决定的。在这里我们只针对第二种情况来说明下:对于匀速驶来的声(波)源,我们听到的音调高低是不变的;对于加速驶来的声源,我们听到的音调是越来越高的;对于减速驶来的声源,我们听到的音调是越来越弱的。
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2.2 多普勒效应不能相互抵消 对于2.1的分析我们不难看出,当观察者和波源相对介质以相同的速度运动时,则他们是相对静止不动的,此时是不发生多普勒效应的。那么我们是不是就认为:这是因为波源运动和观察者运动分别带来的多普勒效应发生了相互抵消了呢,导致观察到的频率和波源原有的频率一致呢?那下面就让我们来浅短的分析一下下。当波源在介质中运动时,使得波在介质中被挤压或拉长,导致观察者观察到的有效波长发生改变:发生改变:;而当观察者在介质中以速率Va运动时,将造成波相对于观察者的波速,向着波源运动时,Va取正值,波速是变大的;远离波源运动时,Va是取负的,波速减小。对此我们可以看出波源和观察者运动导致的多普勒效应机制是完全不一样的,后者是由于波相对于观察者的波速发生改变的,前者是由于观察者观察到的波长发生改变。因为不同性质的两个物理量之间不存在相互比较的问题,所以我们不能把它看做这是相互抵消的问题。其次从两种情况产生的原因引起的频率变化的量值来仔细分析,他们也是不对称的。若波源以Vs=V1向着观察者运动,则观察者接收到的频率是
频率增大:
若观察者以相同速度Va=V1向同一方向远离波源运动,则接收到的频率为:
频率减小: 5
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是不对等的,所以此时不发生多普勒效应并不是因某种情况下增大的频率和另一种情况下减小的频率相等造成了相互抵消。但是可以根据该种情况下的多普勒效应公式:
可见此时观察者观察到的波速和波长恰好成比例变化,所以频率不变,不发生多普勒效应。
3 多普勒公式的适用范围 对于任何规律和公式都是有其适合的前提条件的,同样多普勒效应也是在一定范围内成立的,当观察者在介质中运动时有
当观察者做靠近波源运动时,Va的大小可以不受限制,但当其做远离波源的运动时,上述公式中的Va则必须小于波的传播速率V,否则会出现是不能接收到波源发出的波,所以不存在多普勒效应,为负值,而这种情况下观察者的大小也就失去了原有的意义。 当波源运动时,多普勒效应公式也是在一定条件下成立的,此时接收到的频率有下面的关系式决定的: 6
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(1) 当波源远离观察者运动时,Vs取正值,可在任意大小下成立,但是当波源迎着观察者运动时,Vs取负值,此时则分不同情况讨论:当Vs<V时,多普勒效应就失去了原有的物理意义。 那么是否只要针对Vs<V公式(1)就一定成立了呢?对此我们就以声波为例,如果波源以接近空气中的声速运动,则观察者接收到的频率将会非常的高,早就超过了人类耳朵所能听到的范围,那么这就则需要仪器来检测了,而对于此时接收到的声波频率是否满足公式(1)的要求呢?是否有相关的实验予以证明和分析呢?根据Vs=V, 这种极限情况,按照自然界和谐统一的观念,我们是否可以这样大胆的推测Vs的速度不仅应小于波速V,是否还应该在一定的速度范围内成立呢?就像我们高中学的万有引力公式: 为正,产生了多普勒效应,公,式(1)显然是成立;但是当波源的运动速率Vs达到波的传播速率时,接收到的频率 的适用性,要求物体的尺寸应该远远要小于它们间的距离,仅适用于质点间的万有引力计算.
如果波源相对于介质的运动速率继续增加超越波在该介质中的传播速率,即当Vs>V时,那么波源将总是跑在波的前面,这就是为什么我们会先看见超音速飞机再听到隆隆的响声的原因,此时在各相继瞬间产生的波的包络为一圆锥面,称为马赫锥,如图1所示。因为马赫锥面是波的前缘,在圆锥外部,无论距离波源多近都没有受到波扰动,对于声波而言也就意味着在圆锥外部是听不到声音的。这个以波速传播的圆锥波面称为冲击波。马赫锥的半顶角,由下式决定
式中,M=Vs/V;a称为马赫角;M称为马赫数,是空气动力学中很有价值的参数。例如,只要测出高速飞行物的马赫数,我们就可以相当准确地计算出该物体的飞行速度。此时不能再用多普勒效应去分析这类问题了,如冲击波。
3.1应用方面的实例
一、在移动通信应用方面,当移动台移向基站时,频率变高,远离基站时,频率变低,因此我们在移动通信中要充分的考虑到多普勒效应产生的问题。当然,由于日常生活中,我们移动速度是有限的,不可能会带来很大的频率偏移,但是这并不可否认的会给移动通信带7
河南大学民生学院本科毕业论文 来或多或少的影响,为了避免这种有限的影响造成我们通信中的问题,我们不得不在技术等相关专业方面上加以各种考虑。而这也加大了移动通信的复杂性。
二、在临床应用方面,多普勒效应在近二十年来迅速发展起超声脉冲Doppler大批量,当声源或反射界面移动的时候,所发射的和散射的超声,故可认为是很小的声源。当红细胞流经心脏大血管时,从其表面散射的声频则发生改变,这种频率偏移可以显示血流的方向和速度,如红细胞朝向探头时,根据多普勒原理,反射的声频则显著提高,如红细胞离开探头时,反射的声频则明显降低.
当通过心室腔、瓣膜口,或大血管的血流正常时,红细胞平行移动,邻近的红细胞血流方向一样并且速度相似,由这些移动的红细胞所产生的多普勒频率均为正值或均为负量,即具有相当一致的特征,“音调”平稳,叫做为层流.
相反的,由于左右分流或瓣膜疾病致使心内血流受干扰时,则各个红细胞的移动不平行,在受干扰的血流区,各个红细胞以不同方向和不同速度移动,其所产生的多普勒频移正负兼有,而且频移波动范围很大,出现频谱较宽、音调粗糙,称为湍流.
脉冲多普勒用于心脏研究,依赖频谱显示.由B型超声取样,用M型监视取样容积的位置变化,以频显示脉冲多普勒信号.从频谱上,可以估计取样容积内血流的血液动力学的特征:
(1)血流方向:以确定分流、返流的方向.
(2)时相:由心电图和M型超声心动图来确定取样容积内血流运动的时相关系. (3)血流性质:是层流还是湍流,正常心脏流通畅,为层流.当瓣膜病变狭窄或关闭不全的返流或心内分流则为湍流. 三、正如多普勒所指出的,多普勒效应不仅适用于声波,也适用于光波。当运动着的光源的光波到达眼睛的时候,如果光源移动得很快的话,频率会发生变化,也就是说,颜色会发生改变.譬如说,假如光源对着我们运动,每秒钟就会有较多的光波挤进我们的眼睛,我8
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 多普勒雷达工作原理,指出雷达利用电磁波的散射与吸收、 1 衰减与折射和多普勒效应...多普勒效应可以分为两大类: 第一类为机械波的多普勒效应。它包括以下几种情形:...  13 II 河南大学民生学院本科毕业论文 多普勒效应的原理及应用摘 要: 本轮首先介绍多普勒效应的原理及应用; 其次, 拟用多普勒效应公式验证迎面驶来的火 车音调并非...  (2) (1)、(2)两式就是机械波多普勒效应的普遍公 式,由两式我们可以得到...风速是利用光分差探测技术获得激光多普勒频移信息,进而求出 风速.其原理如图 4...  机械波 第5、6节 多普勒效应 惠更斯原理_高三理化生_理化生_高中教育_教育专区...(2)应用: ①如果知道某时刻一列波的某个波面的位置,还知道波速,利用惠更斯...  高中物理第2章机械波2.4多普勒效应及其应用教案鲁科版选修3_4_高二理化生_理化生_高中教育_教育专区。第四节 多普勒效应及其应用 三维教学目标 1、知识与技能 (1...  光波的多普勒效应, 并且介绍了多普勒效应在各领域中的应用及多普勒效应的应用原理...电磁波多普勒效应机械波和光波具有多普勒效应,光是一种电磁波,同样电磁波也遵循...  多普勒效应在生活中的应... 4页 1下载券 多普勒效应原理及其应用 4页 1下载...是奥地利物理学家 多普勒(J.C.Doppler)在 1842 年发现的。对机械波...  百度文库 应用文书 党团工作上传文档支持以下设备:扫二维码下载 AndroidiPhoneiPad...Ok 学习网 www.okxuexi.com 第三讲:机械波、多普勒效应授课讲师: 姜建锋 ――...

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