解密暗物质共有400集,此为第269集。
多普勒效应是为了纪念奥地利物理学家及数学家克里斯琴·约翰·多普勒而命名的,他于1842年首先提出了这一理论。该理论认为物体辐射的波长因波源和观测者的相对运动而产生变化。在运动的波源前面,波长变短,频率升高,即产生蓝移。在运动的波源后面时,波长变长,频率降低,即产生红移。根据波的红蓝移程度,可以计算出波源循着观测方向的运动速度。
然而,一件极其重要的事情被忽略了,多普勒效应不仅存在运动频移,也存在衰减频移。大量的实验与观测表明:多普勒效应也可以用波的衰减理论解释。波在介质中传播,会出现波散现象,随距离增加,短波向长波移动。
当观测静止机器的轰鸣声时会发现,离近时声音尖锐,而离远时声音低沉。这也表明声音的衰减频移与距离有关。“雷远声沉,雷近声脆”也是同样的道理,雷很远的时候声音会很低沉,而在很近的时候声音会响亮而尖锐。这是因为距离较远时,衰减频移较多。
多孔介质脉冲声波实验表明声波在多孔介质中传播时,存在频率主值向低频移动。声场中的任意位置,声波的主频偏移与介质的衰减呈线性关系,对同一介质,声波的主频偏移与场点距声源的距离成正比。
在使用多普勒效应时要明确是运动频移还是衰减频移。运动频移与运动速度成比例关系,且远离为红移,走近为蓝移;而衰减频移不同,衰减频移与距离成比例关系,且只有红移,没有蓝移。
总之,多普勒效应分为运动频移和衰减频移。运动频移与运动速度成比例关系,且远离为红移,走近为蓝移;而衰减频移与距离成比例关系,且只有红移,没有蓝移。日常生活中大量静止声源近而声频高,远而声频低。多孔介质脉冲声波实验表明声波在多孔介质中传播时,均存在衰减频移;相同介质,声波主频偏移与场点距声源的距离成正比;相同距离,衰减频移与阻尼成正比。多普勒效应可以应用到众多领域,但一定要弄清是运动频移还是衰减频移,否则会产生严重错误。
预测与验证:
①进行不同距离的声频测试,采用较高声阻材料,效果明显,材料相同,主频相同,分析传播距离与频移关系。
②进行不同阻尼的声频测试,距离相同,主频相同,分析传播阻尼与频移关系。
③进行不同主频的声频测试,距离相同,阻尼相同,分析主频与频移关系。
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