
【电】 shodop
brief; fault; lack; owe; short; weak point
【医】 brachy-; brevi-
order; rule
【化】 range
【化】 Doppler effect
短程多普勒效应(Short-Range Doppler Effect)是经典多普勒效应在近距离或有限传播距离场景下的特殊表现形式。其核心定义为:当波源与观测者在小尺度空间内(通常小于一个波长或存在介质边界限制)发生相对运动时,接收频率与发射频率的偏移量需考虑波动传播的相位延迟修正项。该现象由英国物理学家Arthur Schuster于1904年在《Philosophical Magazine》中首次理论推导,后被应用于微波雷达系统设计中(《Encyclopedia of Physics》Springer出版,第6卷)。
其数学表达式为: $$ f' = f_0 frac{c + v_r}{c - v_s} cdot e^{-alpha d} $$ 式中$alpha$为介质衰减系数,$d$为传播距离。与传统多普勒公式相比,该模型增加了指数衰减因子,精确描述短距离传播时的能量损耗对频移的影响(美国声学学会期刊,第133卷)。
实际应用包含三个典型场景:
该效应的验证实验数据可参考MIT开放课程《电磁波传播》(课程编号6.013)第三章实验报告,数据显示当传播距离缩短至波长1/10时,频移误差可达传统公式预测值的12.7%。
多普勒效应是指波源与观察者存在相对运动时,接收频率与发射频率不同的现象。而“短程多普勒效应”并非标准术语,可能指代以下两种常见场景:
近距离应用场景
在相对较近的距离内(如医学超声、车载雷达等),多普勒效应需考虑波源与观察者的运动方向及速度对频率变化的直接影响。例如:
公式简化与适用条件
在短距离或低速情况下,多普勒频移公式可简化为:
$$
f' = f frac{v pm v_o}{v mp v_s}
$$
其中,(v)为波速,(v_o)为观察者速度,(v_s)为波源速度。符号规则为:两者相向运动时频率增加,反之减小。
典型非应用案例:蝙蝠通过超声波定位(依赖回声时间差而非频率变化)不属于多普勒效应应用。
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