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当我们在火车站送别亲人和朋友的时候,望着远去的火车,我们会觉得火车也呜咽着,声音比较低沉,好像我们依依惜别的心情;而当我们接亲人的时候,进站的汽笛声仿佛也变得尖锐而高昂,也很符合我们当时的心情。同样的现象还出现在呼啸而来的警车或者救护车的警笛声中,来时尖锐急促,走时冷静低沉。这是我们的心理作用吗?
其实不是的,这是声波的多普勒效应。1842年,奥地利物理学家克里斯琴·多普勒在前人观察的基础上,验证了运动的声源与观察者接受到的声音音高的变化。具体说就是接近观察者的声源,声音会变尖锐;而远离观察者的声源,声音会变得低沉。
多普勒这样解释这一现象:当声源朝你运动时,声波被物体的运动压缩而导致波长变短,频率升高;当声源远离的时候,声波被拉开,波长变长,频率变低。如果物体的运动速度足够大以至于这种频率的变化能够被我们的耳朵分辨出来的时候,这种变化体现在我们的耳朵当中就是声音的变高或者变低。这种由于声源和观察者之间存在相对运动,使观察者感到声调变化的现象就叫作多普勒效应。
正如多普勒指出的那样,多普勒效应不仅适用于声波这样的机械波,也适用于光波那样的电磁波。比如一个光源向着我们运动时,相同的时间内就会有较多的光波被“挤”进我们的眼睛,我们所看到的光就会偏向频率较高的紫色或者蓝色,由于蓝色是在光谱频率的较高端,所以这种移动就叫作“蓝移”。反之,光源远离我们而去,相同时间内到达我们眼中的光波就较少,就会发生“红移”。科学家们发现,在地球上观测到的恒星的光谱都向波长较长的红光方向偏移。这就是著名的“红移现象”,这表明恒星正在离我们远去。而且据观测,距离地球越远的恒星,“红移现象”就越明显,表明距离越远的恒星离开地球的速度越快。这为宇宙的膨胀理论提供了有力的支持。
利用声音的多普勒效应,有经验的铁路工人可以根据汽笛声判断火车的运行方向及快慢,交通指挥系统可以利用电磁波的多普勒效应指示出汽车的位置及速度;军事上利用电磁波或者其他波源可以判定导弹、潜艇的运行方向及速度;天文学上可以测定人造卫星或星球相对地球的运行速度;在医学上可以利用超声波的多普勒效应对心脏跳动情况进行诊断等等。一个很有趣又很有用的效应哦!
编辑/梁宇清
其实不是的,这是声波的多普勒效应。1842年,奥地利物理学家克里斯琴·多普勒在前人观察的基础上,验证了运动的声源与观察者接受到的声音音高的变化。具体说就是接近观察者的声源,声音会变尖锐;而远离观察者的声源,声音会变得低沉。
多普勒这样解释这一现象:当声源朝你运动时,声波被物体的运动压缩而导致波长变短,频率升高;当声源远离的时候,声波被拉开,波长变长,频率变低。如果物体的运动速度足够大以至于这种频率的变化能够被我们的耳朵分辨出来的时候,这种变化体现在我们的耳朵当中就是声音的变高或者变低。这种由于声源和观察者之间存在相对运动,使观察者感到声调变化的现象就叫作多普勒效应。
正如多普勒指出的那样,多普勒效应不仅适用于声波这样的机械波,也适用于光波那样的电磁波。比如一个光源向着我们运动时,相同的时间内就会有较多的光波被“挤”进我们的眼睛,我们所看到的光就会偏向频率较高的紫色或者蓝色,由于蓝色是在光谱频率的较高端,所以这种移动就叫作“蓝移”。反之,光源远离我们而去,相同时间内到达我们眼中的光波就较少,就会发生“红移”。科学家们发现,在地球上观测到的恒星的光谱都向波长较长的红光方向偏移。这就是著名的“红移现象”,这表明恒星正在离我们远去。而且据观测,距离地球越远的恒星,“红移现象”就越明显,表明距离越远的恒星离开地球的速度越快。这为宇宙的膨胀理论提供了有力的支持。
利用声音的多普勒效应,有经验的铁路工人可以根据汽笛声判断火车的运行方向及快慢,交通指挥系统可以利用电磁波的多普勒效应指示出汽车的位置及速度;军事上利用电磁波或者其他波源可以判定导弹、潜艇的运行方向及速度;天文学上可以测定人造卫星或星球相对地球的运行速度;在医学上可以利用超声波的多普勒效应对心脏跳动情况进行诊断等等。一个很有趣又很有用的效应哦!
编辑/梁宇清