
【化】 Doppler effect
多普勒效應(Doppler effect)是一種物理現象,指波源與觀察者發生相對運動時,觀察者接收到的波動頻率與波源實際頻率發生偏移的現象。該效應由奧地利物理學家克裡斯蒂安·多普勒于1842年首次提出,廣泛應用于聲學、光學、天文學和醫學等領域。
從漢英詞典角度,中文“多普勒效應”對應英文“Doppler effect”,定義為:當波源和接收器之間存在相對運動時,接收器檢測到的頻率會發生變化(來源:《牛津物理學術詞典》)。其數學表達式為: $$ f' = f frac{v + v_o}{v - v_s} $$ 其中,$f$為波源頻率,$f'$為觀測頻率,$v$為波速,$v_o$和$v_s$分别為觀察者與波源相對于介質的運動速度。
漢語強調“效應”的物理機制,英語術語"Doppler effect"直接冠名發現者。在跨語言工程文獻中,該現象也被稱為“多普勒頻移”(Doppler shift),特指頻率變化的量化結果(來源:IEEE Xplore數字圖書館)。
注:本文參考了劍橋大學物理系公開課講義(鍊接:https://www.phy.cam.ac.uk/)、美國物理學會期刊《Physical Review》第128卷(1962年)關于相對運動波動的論述。
多普勒效應是指波源與觀察者之間存在相對運動時,觀察者接收到的波頻率與波源實際頻率不同的現象。這一效應在聲波、光波等波動現象中均有體現,以下是其核心要點:
多普勒效應的頻率變化可用以下公式表示(假設波在介質中傳播速度為$v$,波源速度為$v_s$,觀察者速度為$v_o$): $$ f' = f cdot frac{v + v_o}{v - v_s} $$
在光波等電磁波中,還需考慮相對論效應,公式修正為: $$ f' = f cdot sqrt{frac{1 + beta}{1 - beta}} quad text{(其中$beta = v/c$,$v$為相對速度,$c$為光速)} $$
多普勒效應揭示了運動對波動觀測結果的影響,其原理廣泛應用于科學研究和工程技術領域。理解這一效應時需注意區分波源和觀察者的運動方向對頻率變化的貢獻。
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