1、多 普 勒 效 应 Doppler effect原 理物 体 辐 射 的 波 长 因 为 波 源 和 观 测 者 的 相 对 运 动 而 产 生 变 化 。 在 运 动 的 波 源 前 面 ， 波被 压 缩 ， 波 长 变 得 较 短 ， 频 率 变 得 较 高 （ 蓝 移 blue shift） ； 当 运 动 在 波 源 后 面 时 ， 会 产生 相 反 的 效 应 。 波 长 变 得 较 长 ， 频 率 变 得 较 低 （ 红 移 red shift） 。 波 源 的 速 度 越 高 ， 所产 生 的 效 应 越 大 。波 在 波 源 移 向 观 察 者 时 接 收 频 率 变 高 ，
2、而 在 波 源 远 离 观 察 者 时 接 收 频 率 变 低 。 当 观察 者 移 动 时 也 能 得 到 同 样 的 结 论 。多 普 勒 效 应 不 仅 仅 适 用 于 声 波 ,它 也 适 用 于 所 有 类 型 的 波 ， 包 括 电 磁 波 。产 生 原 因声 源 完 成 一 次 全 振 动 ， 向 外 发 出 一 个 波 长 的 波 ， 频 率 表 示 单 位 时 间 内 完 成 的 全 振 动的 次 数 ， 因 此 波 源 的 频 率 等 于 单 位 时 间 内 波 源 发 出 的 完 全 波 的 个 数 ， 而 观 察 者 听 到 的 声音 的 音 调 ， 是 由 观 察 者
3、 接 受 到 的 频 率 ， 即 单 位 时 间 接 收 到 的 完 全 波 的 个 数 决 定 的 。 当 波源 和 观 察 者 有 相 对 运 动 时 ， 观 察 者 接 收 到 的 频 率 会 改 变 在 单 位 时 间 内 ， 观 察 者 接 收 到的 完 全 波 的 个 数 增 多 ， 即 接 收 到 的 频 率 增 大 同 样 的 道 理 ， 当 观 察 者 远 离 波 源 ， 观 察 者在 单 位 时 间 内 接 收 到 的 完 全 波 的 个 数 减 少 ， 即 接 收 到 的 频 率 减 小 定 量 分 析 得 到 f1=（ u+v0） f /（ u-vs） ， 其 中 vs
4、 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 正 号 ； 前 波 源 背 离 观 察 者 运 动 时 vs 取 负 号 . 从上 式 可 以 很 容 易 得 知 ， 当 观 察 者 与 声 源 相 互 靠 近 时
5、 ， f1f ； 当 观 察 者 与 声 源 相 互 远 离时 f1f。设 声 源 S， 观 察 者 L 分 别 以 速 度 Vs,Vl 在 静 止 的 介 质 中 沿 同 一 直 线 同 向 运 动 ， 声 源发 出 声 波 在 介 质 中 的 传 播 速 度 为 V， 且 Vs 小 于 V， Vl 小 于 V。 当 声 源 不 动 时 ， 声 源 发射 频 率 为 f,波 长 为 X 的 声 波 ， 观 察 者 接 收 到 的 声 波 的 频 率 为 ：f=(V-Vl)V/(V-Vs)X=(V-Vl)f/(V-Vs) 所 以 得 （ 1） 当 观 察 者 和 波 源 都 不 动 时 ， Vs=0,Vl=0,由 上 式 得 f=f （ 2） 当 观 察 者 不 动 ， 声 源 接 近 观 察 者 时 ， 观 察 者 接 收 到 的 频 率 为 F=Vf/(V-Vs) 显 然 此 时 频 率 大 于 原 来 的 频 率 由 上 面 的 式 子 可 以 得 到 多 普 勒 效 应 的 所 有 表 现 。
