科学史-物理学编年史-65多普勒效应

时间：公元1842年。

奥地利物理学家及数学家多普勒·克里斯琴·约翰(Doppler， Christian Johann)1803年11月29日出生于奥地利的萨尔茨堡(Salzburg)。1842年，他在文章 "On the Colored Light of Double Stars" 提出“多普勒效应”(Doppler Effect)，因而闻名于世。

多普勒的研究范围还包括光学、电磁学和天文学，他设计和改良了很多实验仪器，例如光学仪器。多普勒天才横溢，创意无限，脑里充满各种新奇的点子。虽然不是每一个构想都行得通，但往往为未来的新发现提供线索。

多普勒效应首次出现在1842年发表的一篇论文上。多普勒推导出当波源和观察者有相对运动时，观察者接收到的波频会改变。他试图用这个原理来解释双星的颜色变化。虽然多普勒误将光波当作纵波，但多普勒效应这个结论却是正确的。多普勒效应对双星的颜色只有些微的影响，在那个时代，根本没有仪器能够量度出那些变化。不过，从1845年开始，便有人利用声波来进行实验。他们让一些乐手在火车上奏出乐音，请另一些乐手在月台上写下火车逐渐接近和离开时听到的音高。实验结果支持多普勒效应的存在。多普勒效应有很多应用，例如天文学家观察到遥远星体光谱的红移现象，可以计算出星体与地球的相对速度；警方可用雷达侦测车速等。

多普勒效应也是一个偶然的发现，1842年奥地利一位名叫多普勒的数学家、物理学家。一天，他正路过铁路交叉处，恰逢一列火车从他身旁驰过，他发现火车从远而近时汽笛声变大，但波长变短，而火车从近而远时汽笛声变小，但波长变长。他对这个物理现象感到极大兴趣，并进行了研究。发现这是由于波源与观察者之间存在着相对运动，使观察者听到的波长不同于波源波长的现象。这就是波长移动现象。因为，波源相对于观测者在运动时，观测者所听到的波长会发生变化。当波源离观测者而去时，声波的波长增加，当波源接近观测者时，声波的波长减小。波长的变化同波源与观测者间的相对速度和声速的比值有关。这一比值越大，改变就越显著，后人把它称为“多普勒效应”。

目前，有试验研究表明，平面脉冲声波在多孔介质中传播时，存在频率主值向低频移动。声场中的任意位置，声波的主频偏移与介质的衰减呈线性关系，对同一介质，声波的主频偏移与场点距声源的距离成正比。

哈勃与助手赫马森合作发现远方星系谱线的红移与距离成正比，这是唯一被大量实验数据证实的。然而，星系的运动速度并没有得到进一步验证。

另外，横波、纵波是否都能被压缩或拉伸的机理和实验验证仍十分匮乏，尤其是光波是否能被压缩或被拉伸全面没有实验依据。

可以进行系列实验验证：

① 进行不同距离的声频测试，采用较高声阻材料，效果明显，材料相同，主频相同，分析传播距离与频移关系。

② 进行不同阻尼的声频测试，距离相同，主频相同，分析传播阻尼与频移关系。

③ 进行不同主频的声频测试，距离相同，阻尼相同，分析主频与频移关系。

④ 进行水波试验，确定传播距离与波长的关系。

⑤ 实验测定横波和纵波的多普勒效应的异同点。

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