大學(xué)物理論文-淺談多普勒效應(yīng)

淺談多普勒效應(yīng)摘要：本文從多普勒效應(yīng)的基本原理出發(fā)，結(jié)合聲波中的具體實(shí)例，并寫出了自己的一些淺顯認(rèn)識。之后，介紹了多普勒效應(yīng)在天文學(xué)、醫(yī)學(xué)和公共交通方面的應(yīng)用。最后，發(fā)散地想了原理變化后的一些現(xiàn)象，簡要說了沖擊波、馬赫錐的相關(guān)內(nèi)容。引言：在生活中，我們常常遇到波源與觀測者發(fā)生相對運(yùn)動的情形，如站在鐵路旁聽著高速行駛的列車?yán)懙扬w馳而過，此時你會感覺到響笛音調(diào)的明顯變化，這就是人們常說的多普勒效應(yīng)。那么，出現(xiàn)這種情況的原因是什么呢？關(guān)于多普勒效應(yīng)可以建哪些模型進(jìn)行研究呢？下面讓我們簡單來了解一下多普勒效應(yīng)。關(guān)鍵詞：多普勒效應(yīng)、應(yīng)用、沖擊波、馬赫錐。多普勒效應(yīng)基本原理首先，先來讓我們以聲波為例具體分析一下多普勒效應(yīng)的三種情況。物理量的定義：設(shè)波源為S，觀察者相對介質(zhì)的運(yùn)動速度是v0，波源相對介質(zhì)的運(yùn)動速度是vs，聲波在介質(zhì)中的傳播速度為u，波源的頻率、波的頻率、觀察者收到的頻率分別是（一）、波源相對介質(zhì)靜止，觀測者相對介質(zhì)運(yùn)動此時，當(dāng)觀測者靠近波源沿直線（這樣研究較簡便）運(yùn)動時，他在一定時間內(nèi)接收到的完整的波長必定要增加，這好比雨水迎面打來，我們頂著雨跑，單位時間內(nèi)會淋更多的雨水。在單位時間內(nèi)，他接受的波的總長度為u+v0,而此時，該波在介質(zhì)中傳播的頻率是不變的，與波源振動頻率相同，同為，所以在單位時間內(nèi)觀測者所接受到的完整波的數(shù)目是：所以此時觀測者會感覺音調(diào)變高了。（二）觀察者相對介質(zhì)靜止，波源相對介質(zhì)運(yùn)動當(dāng)波源向著觀察者運(yùn)動時，波源每次完整震動后都發(fā)出一次脈沖，設(shè)初始時刻發(fā)出一次脈沖，而在一個周期后，該波源又會發(fā)出一次脈沖，但波源的位置在哪里呢？顯然發(fā)生了變化，距離觀察者近了vsT。這樣，經(jīng)過多個周期從整體上看，波源前面（即距觀察者近一邊）的脈沖密集了，波源后面（即距觀察者遠(yuǎn)的一面）的脈沖稀疏了，量化來看就是波長發(fā)生了變化，由原來的變?yōu)橛捎谟^察者靜止，所以觀察者受到的頻率就是介質(zhì)中波的頻率，即由上式可知此時觀察者收聽到的頻率較高。（三）波源與觀察者同時運(yùn)動根據(jù)上述討論，使得觀察者接收到的頻率不同于波源頻率的原因有兩個：一是觀察者的運(yùn)動，使波在單位時間內(nèi)通過觀察者的總距離變?yōu)椋?/p>