多普勒效應(yīng)是什么意思
普勒效應(yīng)是物理學(xué)中的一種現(xiàn)象,指的是當(dāng)光、聲波或其他波動(dòng)源相對(duì)于觀察者在運(yùn)動(dòng)時(shí),波動(dòng)的頻率會(huì)發(fā)生變化。多普勒效應(yīng)是由奧地利物理學(xué)家克里斯蒂安·多普勒于1842年首次描述的。它揭示了當(dāng)波動(dòng)源與觀察者相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),觀察者會(huì)感受到波動(dòng)頻率的變化。當(dāng)波動(dòng)源靠近觀察者時(shí),波動(dòng)頻率增加,波長(zhǎng)縮短,波動(dòng)源遠(yuǎn)離觀察者時(shí),波動(dòng)頻率減小,波長(zhǎng)增加。多普勒效應(yīng)在天文學(xué)、聲學(xué)、雷達(dá)等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。
由于多普勒效應(yīng)的存在,當(dāng)救護(hù)車以高速通過(guò)時(shí),聽(tīng)到的聲音會(huì)變得更高。多普勒效應(yīng)在天文學(xué)中被用來(lái)測(cè)量星體的運(yùn)動(dòng)速度。多普勒效應(yīng)也常常被用于描述人際關(guān)系中的變化,比如當(dāng)一個(gè)人離開(kāi)或靠近另一個(gè)人時(shí),他們之間的關(guān)系也會(huì)發(fā)生變化。
多普勒效應(yīng)有哪些應(yīng)用
1、速度測(cè)量
聲波的多普勒效應(yīng)可用于測(cè)量目標(biāo)物體的速度,如汽車、飛機(jī)和船舶。雷達(dá)、聲納等裝置就是基于此原理設(shè)計(jì)的。
2、醫(yī)學(xué)診斷
超聲波檢查即是聲波多普勒效應(yīng)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。通過(guò)發(fā)射超聲波,并分析反射波的頻移,可以測(cè)量血流速度、診斷心臟病、肝病等。
3、工業(yè)檢測(cè)
在工業(yè)領(lǐng)域,利用聲波多普勒效應(yīng)可以檢測(cè)管道、橋梁等結(jié)構(gòu)物的缺陷,及時(shí)發(fā)現(xiàn)裂紋和腐蝕等隱患。
4、天文學(xué)
天文學(xué)家利用光波的多普勒效應(yīng)測(cè)量恒星和星系的運(yùn)動(dòng)速度,研究宇宙膨脹和演化。著名的哈勃定律便是基于此原理提出的。
5、遙感技術(shù)
激光雷達(dá)(LiDAR)等遙感技術(shù)利用了光波的多普勒效應(yīng),可獲取被測(cè)目標(biāo)的距離和速度信息,廣泛應(yīng)用于地形測(cè)量、大氣監(jiān)測(cè)和自動(dòng)駕駛等領(lǐng)域。
6、醫(yī)學(xué)診斷
激光多普勒流速儀(LDA)是利用光波多普勒效應(yīng)測(cè)量血流速度的設(shè)備,在眼科、心血管科等領(lǐng)域有重要應(yīng)用。
7、太陽(yáng)系的遠(yuǎn)距離測(cè)量
科學(xué)家利用多普勒效應(yīng)測(cè)量太陽(yáng)系中行星的運(yùn)動(dòng)速度和距離。
5、銀行滯留款式識(shí)別
將紅外傳感器放置在自動(dòng)提款機(jī)(ATM)網(wǎng)格上方,可以通過(guò)檢測(cè)人員接近時(shí)紅外波的頻率變化,來(lái)判斷用戶是否具有正當(dāng)使用ATM的權(quán)限,以不同頻率變化代表是否試圖偽造卡片密碼或干擾機(jī)器進(jìn)行惡意攻擊。
多普勒效應(yīng)怎么產(chǎn)生的
在運(yùn)動(dòng)的波源前面,波被壓縮,波長(zhǎng)變得較短,頻率變得較高(藍(lán)移blue shift);在運(yùn)動(dòng)的波源后面時(shí),會(huì)產(chǎn)生相反的效應(yīng)。波長(zhǎng)變得較長(zhǎng),頻率變得較低(紅移red shift);波源的速度越高,所產(chǎn)生的效應(yīng)越大。根據(jù)波紅(或藍(lán))移的程度,可以計(jì)算出波源循著觀測(cè)方向運(yùn)動(dòng)的速度。
多普勒效應(yīng)簡(jiǎn)單講,就是信號(hào)源相對(duì)于觀測(cè)點(diǎn)做運(yùn)動(dòng)時(shí),觀測(cè)到的信號(hào)頻率會(huì)隨著信號(hào)源的移動(dòng)速度和角度的不同而發(fā)生變化。這個(gè)頻率的展寬或是縮減(頻率變化),就叫做多普勒頻率。超聲測(cè)血液流速就是利用了多普勒效應(yīng)。