什么是多普勒效应(超声波测速的原理是什么)

简述什么是多普勒效应

多普勒效应主要是指物体辐射岩租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；在运动的波源后面时，会产生相反的效应，波长变得较长，频率变得较低辩链；波源的速度越高所产生的效应越大。

比如我们在生活中经常遇到这种情况：当一辆救护车迎面驶来的时候，听到声音比原来粗灶兆纤细，而车离去的时候，声音的音高比原来雄浑，这个现象和医院使用彩超，同属于一个原理，就是多普勒效应。

什么是“多普勒效应”

1、多普勒效应(Doppler effect)的概念:

该理论是为奥地利物理学家及数学家克里斯琴·约翰·多普勒（Christian Johann Doppler）而命名的，他于1842年首先提出了这一理论。

2、多普勒效应的形成原理:

多普勒效应主要内容为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，频率变高（蓝移blue shift:往蓝光，即高频方向移动）；在运动的波源后面时，会产生相反的效应。波长变得较长，频率变得较低（红移red shift往红光，即低频方向移动）；波源的速度越高，所产生的效应越大。根据红移（或蓝升档销移）的程度，可以计算出波源循着观测方向运动的速度以及变化。

声音以及光线都遵循多普勒效应原理。比如，高铁列车在迎着我们的方向鸣笛使来，我们会听到十分高亢的鸣响，而在经过蠢返我们的身旁，鸣笛的声音会迅速暗哑下来，这就是多普勒效应在声音中所表现出来的现象。

恒星光谱线的位移显示恒星循着观测方向运动的速度，除非波源的速度非常接近光速，否则多普勒位移的程度一般都很小。所有波动现象都存在多普勒效应。

3、多普勒效应的应用

如今多普勒效应的应用范围还是挺广泛吵游的，就像医疗方面的应用，比如彩超，超声波的发射和接受，还有信号处理方面，这些都是利用多普勒效应的技术和原理，然后进行采血之后等组织出来的设备。

多普勒效应是什么

多普勒效应

当你站在公路旁，留意一辆快速行驶汽车的引擎声音，你会发现在它向你行驶时声音的音调会变高（即频率变高），在它离你而去时音调会变得低些（即频率变低）。这种现象叫做多普勒效应。在光现象里同样存在多普勒效应，当光源向你快速运动时，光的频率也会增加，表现为光的颜色向蓝光方向偏移（因为在可见光里，蓝光的频率高），即光谱出现蓝移；而当光源快速离你而去时，光的频率会减小，表现为光的颜色会向红光方向偏移（因为在可见光里，红光的频率低），即光谱出现红移。

在进一步研究多谱勒效应之前，先让我们了解一下有关波的基本知识：

如果我们将一个小石块投入平静的水面，水面上会产生阵阵涟漪，并不断地向前传播。这时波源处的水面每振动一次，水面上就会产生一个新的波列。

设波源的振动周期为T，即波源每隔时间T振动一次，则水面上两个相邻波列之间的距离就为VT，其中V是波在水中的传播速度。在物理学中我们把这一相邻波列之间的距离称为波长，用符号λ表示。这样，波的波长、波速及振动周期三者的关系就可表示为：λ=VT

（1）

由于波源振动一次所需的时间为T，则波源在单位时间内振动的次数就为1/T。物理学上，把波源在单位时间内振动的次数称为波的频率，用f表示。这样，它和周期的关系就可表示为f=1/T,

或T=1/f

（2）

综合（1）式和（2）式可得：λ=VT=V/f

（3）

此式是我们讨论与波有关问题的基本公式，虽然是对水波的传播总结出来的，但它对一切波都适用。

实验研究表明：对于确定的介质，波的传播速度V是一个定值。所以，当波在某一确定的介质中传播时，它的波长λ与它的周期成正比（与频率成反比）。即波的频率越高，周期越小，其波长越短；反之，波的频率越低，周期越大，其波长越长。

对声波而言，声音的频率决定着声音的音调。即声波的频率越高，声波的音调也越高，声音也越尖、越细，甚至越刺耳。根据上述的结论，产生高音的声源振动较慢，振动周期长，对应声波的波长也较长。例如：10000Hz的声波的波长是100Hz声波波长的1/100。

而在可见光中，光波的频率决定着色光的颜色。频率由低到高依次对应红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。其中红光频率最低，波长最长；紫光的频率最高，但波长最短。

下面我们就结合以上的背景知识一起来探究一下有关光的多谱勒效应：

假设有个光源每隔时间T发出一个波列，即光源的周期为T。如图，当它静止时相邻两个波列时间间隔为

T，距离间隔为

λ=cT

式中c表示光速。

当光源以速度V离开观察者时，在每两个相邻的波列之间的时间里光源移动的距离为VT，于是下一个波峰到达观察者所需的时间便增加了VT/c，所以，相邻的两个波峰到达观察者那里所需的时间就为：

T’=T+VT/c>T

即这时相对于观察者而言，光波的周期变长了，频率变低了。根据上面关于频率于光色之间的关系可知，次光的颜色会向红光偏移。物理学上，把这一现象称为红移。

这并铅时到达观察者那里的两个相邻的波列的距离，即波长就变为

λ’=cT+VT

即雀源波长变长了。这两个波长的比值为

λ’/λ=

T’/T=1+V/c

即波长增加了V/c，我们把这个相对增加量就成为红移量，它取决于光源的远离速度。由于一般情况下V<<

c，所以看不到光谱的红移现象；仅当V与c可以比较时，才有可能出现较为绝岁好明显的红移现象。

例如室女座星系团正以约1000公里/秒的速度离开我们的银河系，于是它的频谱上任何谱线的波长都要比正常值大一个比率

λ’/λ=1+V/c

=1+10000/300000=1.0033

若光源是向着观察者运动的，这时只需将以上公式中V改为-V就可以了。所不同的是，这时将出现光的蓝移现象。

根据光源的移动速度，我们可以计算出光在频谱中的偏移量；反之，根据光在频谱中的偏移量，我们也可以计算出光源相对我们的移动速度。理解这一点，我们就不难理解哈勃定律的发现过程了。

简述什么是多径效应,阴影效应,远近效应,多普勒效应

1、多团纯径效应：多径效应（multipath effect）：指电磁波经不同路径传播后，各分量场到达接收端时间不同，按各自相位相互叠加而造成干扰，使得原来的信号失真，或者产生错误。

2、阴影效应：指在无线通信系统中，移动台在运动的情况下，由于大型建筑物和其他物体对电波的传输迹乱路径的阻挡而在传播接收区域上形成半盲区，从而形成电磁场阴影，这种随移动台位置的不断变化而引起的接收点场强中值的起伏变化叫做阴影效应。

3、远近效应：移动通信在运动过程中进行的，移动台之间会出现近处移动台干扰远处移动台的现象，称为远近效应。

4、多普勒效应：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）；在运动的波源后面时，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。根据波红（蓝）移的程度，可以计算出波源循着观测方向运动的速度。

扩展资料

多径效应移动体(如汽车)往来于建筑群与障碍物之间，其接收信号的强度，将由各直射波和反射波叠加合成。多径效应会引起信号衰落。各条路径的电长度会随时间而变化，故到达接收点的各分量场之间的相位关系也是随时间而变化的。这些分量场的随机干涉，形成总的接收场的衰落。

各分量之间的相位关系对不同的频率是不同的。因此，它们的干涉塌州咐效果也因频率而异，这种特性称为频率选择性。在宽带信号传输中，频率选择性可能表现明显，形成交调。与此相应，由于不同路径有不同时延，同一时刻发出的信号因分别沿着不同路径而在接收点前后散开，而窄脉冲信号则前后重叠。

参考资料来源：百度百科-多径效应

参考资料来源：百度百科-阴影效应

参考资料来源：百度百科-远近效应

参考资料来源：百度百科-多普勒效应

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