多普勒效应及其应用

多普勒效应是中学物理新课程标准中的一个重要知识,本文从波源静止观察者运动、波源运动观察者静止以及波源和观察者都运动等三种情况,对多普勒效应的规律进行了理论探究,并通过实例分析了多普勒效应在测速、测频率等生产生活中的应用。     

多普勒效应公式的推导

推导了观察者和波源不是匀速运动的多普勒效应表达式．结果表明，若把Ｖ和Ｕ理解为观察者和波源的瞬时速度，则公式仍然适用．文中对多普勒效应的相对论形式也作了讨论．     

多普勒效应公式的推导

推导了观察者和波源不是匀速运动的多普勒效应表达式，结果表明，若把ｖ和ｕ理解为观察者和波源的瞬时速度，则公式ｖ＝ｖ（Ｖ＋ｖ）／（ｖ－ｕ）仍然适用，文中对多普勒效应的相对论形式也作了讨论。     

关于多普勒效应的进一步讨论

讨论了波源和观察者不在同一直线上运动时的非相对论多普勒效应,得出了计算非相对论多普勒频移的普遍公式。     

适用于不同条件的多普勒效应公式

讨论了在几种不同条件下使用的多普勒效应公式,并从波源和接收器同时运动的一般情形着手,在满足不同的近似条件下,得到了两种不同形式的,普遍的,机械波多普勒效应近似公式．     

普通情况下的多普勒效应表达式

考虑到波源和接收器相对于介质同时沿不同方向运动,推导出普遍情况下的机械波多普勒效应表达式·基于爱因斯坦的相对性原理和光速不变原理,利用狭义相对论的时间膨胀公式,推导出光在真空中的多普勒效应表达式·这一推导方法简单明了,物理概念清晰·最后给出了应用多普勒效应表达式的两个实例·     

多普勒效应的仿真研究

根据多普勒频移理论,应用MATLAB软件编程,模拟声信号发射与接收的频率变化,通过改变观察者的运动速度、波源的运动速度、以及同时改变两者的运动速度及其方向,观察到了频率移动的相应变化。这种方法作为辅助教学手段,有助于学生更加深刻地理解多普勒频移的特征和规律,提高教学质量。     

弹性谐波相位和速度的Lorentz变换

依据平面弹性谐波相位不变性的原理，得出了在观察者静止、波源运动和波源静止、观察者运动两种情况下弹性波相位和速度在Ｌｏｒｅｎｔｚ变换下的具体变换关系，并就二者皆运动的情况进行了分析讨论。     

感应同步器动态误差分析及修正

运动波源会产生多普勒效应,运动物体发出的电信号也同样会产生多普勒效应,造成信号频率的改变,不但对测量造成了动态误差,甚至会对后续计算造成错误.以双相激磁单相输出鉴相型感应同步器测角系统为基础,参照多普勒效应原理,探讨了转动机构中动态误差的产生机理和模型,并提出了便于数字系统实现的修正算法.该算法和模型对同类转动系统及动态采集系统也具有很好的参考价值.     

蝙蝠在依靠回声定位时有没有用到多普勒效应?

<正>A:当救护车迎面驶来的时候,我们听到声音频率越来越高,而车离去时的声音频率越来越低,这就是多普勒频移效应。即在运动的波源前面时,接收到的波长变短,频率变高;在运动的波源后面时,会产生相反的效应,波长变长,频率变低。这里要强调的是音源本身频率没有变。     

关于任意方向多普勒效应的研究

多普勒效应是声波传播过程中一个重要的现象．对此类问题的研究一般仅限于声源和观测者在同一直线上运动的情形．本文利用3种不同的方法，对任意方向的多普勒效应作一探讨，方法简单，便于理解，根据由此得出的结论分别讨论．还可得出各种情形下与同一直线上多普勒效应相一致的结果和公式．     

机械波的多普勒频移公式中两个典型问题

本文从一般情形下的多普勒频移公式出发。提出了到目前为止尚无文献提及的相位时空线的概念;运用时间-位置图线等概念分析了机械波频移公式中,观测者相对波源以大于波速的速度背离时频率出现负值的问题,以及观测者相对波源运动与波源相对观测者运动频率变换公式不同的问题。     

声波多普勒效应的相对性

讨论了物理学教学中有关声波多普勒效应的相对性问题，按照相对运动的原理，对于不同参照系的声波多普勒效应，其产生过程的解释也不相同。与光波的多普勒效应作了初步比较。     

推导多普勒效应的一种新方法

本文利用时空坐标变换、波速变换及傅里叶变换的方法,导出了弹性波和电磁波多普勒效应的普遍公式。讨论了弹性波多普勒效应的叠加性质,并指出相对论的时间膨胀和长度收缩对弹性波多普勒效应的影响。     

电磁波的相位不变性的一种简单证明和相对论性的多普勒频移公式

作者在该文中从世界空间的四维坐标和四维波矢量出发，证明了电磁波的相位不变性。此方法数学形式简洁，物理意义突出。     

柱面光波场在垂直光轴方向的参考面上的复振幅表示

在柱坐标下从微分波动方程出发，推导柱面光波的场分布，并利用远场近似条件导出当线光源与光轴成任意角度时，在垂直光轴方向的参考面上的复振幅表示．     

微波多普勒雷达海浪参数提取算法

根据海浪混合表面散射理论和线性波理论,利用3种规模波对微波多普勒谱的不同贡献,推导出海浪谱与径向速度转换函数,得到了一种适用于多普勒雷达的海浪谱以及海浪参数提取算法．该算法从海洋回波的多普勒谱中获取径向速度序列,根据海浪速度谱与海浪谱之间的转换关系推导海浪谱,再用谱矩法计算相应的海浪参数．运用该算法分别对微波多普勒谱雷达的模拟与实测数据进行处理,实现了有效浪高和平均海浪周期的高精度提取,证实了该算法在微波段多普勒雷达的海浪参数反演中的准确性．     

北半球夏季的斜压波包个例分析

利用NCEP/NCAR再分析资料,使用局地能量诊断和三维准地转波动通量等工具分析了2002年北半球夏季的一次斜压波包过程。结果表明：波包发展的能量来源主要依靠斜压转换获得,频散项对波包的影响很小;波包进入衰减期以后,波包的东侧和南侧作为垂直方向的波动源,向下传播波动通量;向下的波通量进入对流层低层气旋范围,对气旋的维持起到重要作用。