通向宇宙之窗:多普勒效应——11月28日科学史上的今天

2018-11-28作者:科学π工作室 编著编辑:书问阅读



当一列火车快速从你身边驶过时,你会发现,火车驶来时的汽笛声很尖锐,而离去时汽笛的声音就变得低沉,这就是声波的多普勒现象。


1803年11月28日,多普勒生于奥地利萨尔斯堡。1839年的一天,多普勒带着孩子在铁路边散步,一列火车从远处驶来,他注意到,火车驶来时汽笛的啸叫尖声刺耳,就在从身边呼啸而过的一刹那之后,笛声突然变得低沉了。这个很平常的现象引起了他的思考。从声波推及到光波,又从日常现象推及到了太空,利用这一效应,他破解了双星颜色的周期变化,使困惑天文学家多年的这一奇特现象得到了解释。1842年,多普勒把题为“论双星和其他星体的颜色”的论文发表了出来。


多普勒认为,当光源朝向观察者运动时,光波被压缩、波长变短、频率变高,此时光波朝向蓝色方向移动,称为“蓝移”,光源的速度越大,频率变得越高,蓝移也越明显;反之,光源远离观察者运动时,光波被拉伸、波长变长、频率变低,称为红移,远离的速度越大,红移也越明显。就这样,可以通过频谱分析,可以得知远处星体的运动方向和速度。


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多普勒效应为我们打开了一扇窗,只要通过所接收到的声波或光波的频率,即可测算出物体的运动方向和速度。


20世纪70年代以来,随着大规模集成电路和数字处理技术的发展,脉冲多普勒雷达更在气象预报、太空技术以及军事上获得重要的应用。



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作者科学π工作室 编著
出版清华大学出版社
定价99元
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