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多普勒定律
1842年的一天,奥地利克里斯琴·约翰·多普勒(Christian Johann Doppler)物理学家及数学家,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(从左向右或从前向后),转到从近而远(从右向左或从后向前),的前后,音频突然变低(红移red shift);从远而近(从右向左或从后向前),转到从近而远(从左向右或从前向后),的前后,音频突然变高(蓝移blue shift),研究、分析认为:这是由于振源与观察者之间相对运动的方向,与声音传向观察者的方向发生了反向,而造成的效应,被称为“多普勒效应”(Doppler effect)。而有:
声速,相对,听测点,为常量,vs,发声体,相对,听测点,的速度为常量,v,当声波,以恒速,朝向,转变为,背向,听测者,的前后,声波传向听测点的速度,就由,v+vs,转变为,v-vs,
多普勒定律表达式,在v与vs共线(即:1维),的简单情况下,就得到,转变前后,听测到的声频,分别为:
f+=fs乘v/(v+vs),
f-=fs乘v/(v-vs),
声频减小量z+=(f+ - f-)/f+=2vvs/(vs^2-v^2),
声频增大量z-=(f- - f+)/f-=-2vvs/(vs^2-v^2),
对于各维时空矢量的情况,也容易按相应的矢量关系得到类似的结果。
特别是,我们知道:声子是电中性粒子在相应不同能级跃迁,而辐射或吸收的,还有,带电粒子在相应不同能级跃迁,而辐射或吸收的,光子。
光频率是否也有类似的变化呢?
虽然,光与声都有相同的变化规律,但是,火车的速度与一般的声速相比是不可忽略的,因而,听测者可以听测到;而火车的速度与光速相比,就完全可以忽略,甚至根本看不出,火车上灯光颜色的任何变化,当然,观测者就更观测不出,火车与观测者的相对运动,反向前后,光颜色,由“蓝移”转向为“红移”的现象。
也就是:只有声子,能有“多普勒定律”的现象,对于光子,根本观测不出“多普勒定律”的现象。
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因此,须特别注意的,是:
这种振源与观察者之间相对运动的方向,反向前后,频率变化,发射体相对探测体,由进行转变为退行后,就一直退行下去,的“多普勒现象”,规律,与,本,博客,已另有研究、分析,的,光子、声子,在均匀介质运动频率随时间(波长随行程)变化的规律。即:
光子和声子,在均匀介质运动,其频率随时间(波长随行程)变化规律,都只是它们自己按各自的速度,作匀速运动,它们各自的出发点和探测点,都是保持同向的相对位置,没有任何反向的运动。发射体相对探测体,是交替地,红移(退行)和蓝移(进行),发射体只是在探测体前方作椭圆(特例为圆)的运动,并不一直退行下去。
显然,“多普勒定律”与“这些规律”,是完全不同的2种规律。
决不能把它们,相混淆,否则,就会造成严重错误。
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GMT+8, 2024-12-27 11:19
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