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文档简介

1、.火车汽笛为什么变化浅谈多普勒效应一、声波的多普勒效应在日常生活中，我们都会有这种经历：当一列鸣着汽笛的火车经过某观察者时，他会发现火车汽笛的腔调由高变低.为什么会发生这种现象呢？这是因为腔调的上下是由声波振动频率的不同决定的，假如频率高，腔调听起来就高；反之腔调听起来就低.这种现象称为多普勒效应，它是用发现者克里斯蒂安·多普勒ChristianDoppler,1803-1853的名字命名的，多普勒是奥地利物理学家和数学家.他于1842年首先发现了这种效应.为了理解这一现象，就需要考察火车以恒定速度驶近时，汽笛发出的声波在传播时的规律.其结果是声波的波长缩短，好象波被压缩了.因此，在

2、一定时间间隔内传播的波数就增加了，这就是观察者为什么会感受到腔调变高的原因；相反，当火车驶向远方时，声波的波长变大，好象波被拉伸了.因此，声音听起来就显得消沉.定量分析得到f1=u+v0/u-vsf，其中vs为波源相对于介质的速度，v0为观察者相对于介质的速度，f表示波源的固有频率，u表示波在静止介质中的传播速度.当观察者朝波源运动时，v0取正号；当观察者背离波源即顺着波源运动时，v0取负号.当波源朝观察者运动时vs前面取负号；前波源背离观察者运动时vs取正号.从上式易知，当观察者与声源互相靠近时，1；当观察者与声源互相远离时。二、光波的多普勒效应具有波动性的光也会出现这种效应，它又被称为多普

3、勒-斐索效应.因为法国物理学家斐索1819-1896于1848年独立地对来自恒星的波长偏移做理解释，指出了利用这种效应测量恒星相对速度的方法.光波与声波的不同之处在于，光波频率的变化使人感觉到是颜色的变化.假如恒星远离我们而去，那么光的谱线就向红光方向挪动，称为红移；假如恒星朝向我们运动，光的谱线就向紫光方向挪动，称为蓝移.三、光的多普勒效应的应用20世纪20年代，美国天文学家斯莱弗在研究远处的旋涡星云发出的光谱时，首先发现了光谱的红移，认识到了旋涡星云正快速远离地球而去.1929年哈勃根据光普红移总结出著名的哈勃定律：星系的远离速度v与距地球的间隔 r成正比，即v=Hr,H为哈勃常数.根据哈勃定律和后来更多天体红移的测定，人们相信宇宙在长时间内一直在膨胀，物质密度一直在变小.由此推知，宇宙构造在某一时刻前是不存在的，它只能是演化的产物.因此1948年伽莫夫G.Gamow和他的同事们提出大爆炸宇宙模型.20世纪60年代以来，大爆炸宇宙模型逐渐被广泛承受，以致被天学家称为宇宙的"标准模型".多普勒-斐索效应使人们对距地球任意远的天体的运动的研究成为可能，这只要分析一下接收到的光的频谱就行了.1868

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