
【化】 Doppler effect
多普勒效应(Doppler effect)是一种物理现象,指波源与观察者发生相对运动时,观察者接收到的波动频率与波源实际频率发生偏移的现象。该效应由奥地利物理学家克里斯蒂安·多普勒于1842年首次提出,广泛应用于声学、光学、天文学和医学等领域。
从汉英词典角度,中文“多普勒效应”对应英文“Doppler effect”,定义为:当波源和接收器之间存在相对运动时,接收器检测到的频率会发生变化(来源:《牛津物理学术词典》)。其数学表达式为: $$ f' = f frac{v + v_o}{v - v_s} $$ 其中,$f$为波源频率,$f'$为观测频率,$v$为波速,$v_o$和$v_s$分别为观察者与波源相对于介质的运动速度。
汉语强调“效应”的物理机制,英语术语"Doppler effect"直接冠名发现者。在跨语言工程文献中,该现象也被称为“多普勒频移”(Doppler shift),特指频率变化的量化结果(来源:IEEE Xplore数字图书馆)。
注:本文参考了剑桥大学物理系公开课讲义(链接:https://www.phy.cam.ac.uk/)、美国物理学会期刊《Physical Review》第128卷(1962年)关于相对运动波动的论述。
多普勒效应是指波源与观察者之间存在相对运动时,观察者接收到的波频率与波源实际频率不同的现象。这一效应在声波、光波等波动现象中均有体现,以下是其核心要点:
多普勒效应的频率变化可用以下公式表示(假设波在介质中传播速度为$v$,波源速度为$v_s$,观察者速度为$v_o$): $$ f' = f cdot frac{v + v_o}{v - v_s} $$
在光波等电磁波中,还需考虑相对论效应,公式修正为: $$ f' = f cdot sqrt{frac{1 + beta}{1 - beta}} quad text{(其中$beta = v/c$,$v$为相对速度,$c$为光速)} $$
多普勒效应揭示了运动对波动观测结果的影响,其原理广泛应用于科学研究和工程技术领域。理解这一效应时需注意区分波源和观察者的运动方向对频率变化的贡献。
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