多普勒頻移精品課件

1、多普勒頻移第1頁，共15頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)5分，星期二主要內(nèi)容多普勒效應(yīng)定量分析多普勒頻移 1）頻移的表達(dá)式。 2）相同頻率的光以不同方向入射到運(yùn)動(dòng)粒子產(chǎn)生的頻移。第2頁，共15頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)5分，星期二多普勒效應(yīng)火車遠(yuǎn)離和靠近我們時(shí)，我們聽到的喇叭聲音不同。這說明接收到的頻率和被測物體與探測器間的相對運(yùn)動(dòng)有關(guān)。第3頁，共15頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)5分，星期二定義 當(dāng)波源與觀測者之間有相對運(yùn)動(dòng)時(shí)，觀測者所接收到的波的頻率不等于波源的振動(dòng)頻率，我們稱此現(xiàn)象為多普勒效應(yīng)。第4頁，共15頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)5分，星期二多普勒效應(yīng)在自然和生

2、活中廣泛存在著： 1）蝙蝠利用回聲定位捕捉昆蟲。 2）激光多普勒測速（氣體、液體流速）。第5頁，共15頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)5分，星期二多普勒頻率的不確定性 在激光干涉測量中，測量一個(gè)以恒定速度運(yùn)動(dòng)的目標(biāo)，得到的多普勒頻率有一定的寬度（1%-5%）。這說明有一定的測量誤差，測出的數(shù)值具有不確定性。第6頁，共15頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)5分，星期二頻移表達(dá)式的推導(dǎo)光源固定不動(dòng)，光波在運(yùn)動(dòng)物體上反射或散射后，用固定不動(dòng)的探測器接收，接收到的光波有頻率的變化。第7頁，共15頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)5分，星期二 設(shè)從靜止激光器發(fā)出頻率為f0的平面波，則其在靜止坐標(biāo)x，y

3、，z中的波動(dòng)方程為 光線入射到以v運(yùn)動(dòng)的物體O點(diǎn)，在O設(shè)置一動(dòng)坐標(biāo)x，y ，z則：第8頁，共15頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)5分，星期二 在動(dòng)坐標(biāo)系中，入射光的波動(dòng)方程為： 取O點(diǎn)為動(dòng)坐標(biāo)原點(diǎn)，即令r =0第9頁，共15頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)5分，星期二 將O點(diǎn)看作新的光源，由O點(diǎn)散射的光波在動(dòng)坐標(biāo)系中的方程為： 又 所以在靜坐標(biāo)系中探測器處的波動(dòng)方程為：第10頁，共15頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)5分，星期二 將探測器放在靜坐標(biāo)系原點(diǎn)。則： 探測器接收到的散射光的角頻率為：第11頁，共15頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)5分，星期二 散射光的頻率為： 顯然探測器接收到的頻率和激光器發(fā)出的頻率不相等。第12頁，共15頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)5分，星期二相同頻率的光以不同方向入射到運(yùn)動(dòng)粒子產(chǎn)生的頻移第13頁，共15頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)5分，星期二第14頁，共15頁，202