多普勒效应 论文

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用多普勒效应测速的原理及应用论文

用多普勒效应测速的原理及应用论文

用多普勒效应测速的原理及应用论文用多普勒效应测速的原理及应用中文摘要:本论文的目的是介绍多普勒效应的测速原理以及在生活中的应用。

通过查找资料并且思考的方法,分析和推导出多普勒效应的定义,原理。

并且通过对日常生活的观察以及上网的搜索,了解了多普勒效应在日常生活的应用,包括声纳测速、雷达测速以及医学仪器的使用。

本论文通过对多普勒效应原理的解说,一步步引导出测速的原理,进一步直观地解释其应用,从而真正解决了对多普勒效应测速的解答。

关键词:多普勒效应测速原理应用论文:一、多普勒效应多普勒效应就是,当声音、光和无线电波等振动源与观测者以相对速度V相对运动时,观测者所收到的振动频率与振动源所发出的频率有所不同。

因为这一现象是奥地利科学家多普勒最早发现的,所以称之为多普勒效应。

由多普勒效应所形成的频率变化叫做多普勒频移,它与相对速度V成正比,与振动的频率成反比。

二、多普勒测速原理用波照射运动着的物体,运动物体反射或散射波,由于存在多普勒效应,反射或散射波将产生多普勒频移,利用产生频移的波与本振波进行混频再经过适当的电子电路处理即可得到运动物体的运动速度。

我们假设多普勒测速仪静止,运动物体的运动速度为v,运动物体的运动方向与多普勒测速仪的测速方向在同一直线上,为了得到多普勒测速仪所接收到的由于存在多普勒效应而频移的声波频率与运动物体运动速度之间的关系,我们分两步进行讨论。

1、声波测速第一步,多普勒测速仪发射声波,运动物体接收到其所发射的声波.在这个过程中,多普勒测速仪作为波源是静止的,而运动物体作为波接收器以速度v运动.设多普勒测速仪所发射的声波频率为f,运动物体所接收到的声波频率为f′,声波的传播速度为v0,观测者相对于介质的运动速度vr。

可得:第二步,运动物体反射或散射声波,多普勒测速仪接收到其所反射或散射的声波.在这个过程中,运动物体作为波源以速度v运动,而多普勒测速仪作为波接收器静止.设多普勒测速仪接收到的声波频率为f″,由第一步我们知道,运动物体所反射或散射的声波频率为f′,于是可得:代入可得:即为被测物体的运动速度v与多普勒测速仪所发射的声波频率f、多普勒测速仪所接收到的由于存在多普勒效应而频移的声波频率f″以及声波的传播速度v0之间的关系2、光波测速为了得到多普勒测速仪所接收到的由于存在多普勒效应而频移的光波频率与运动物体运动速度之间的关系,我们同样分两步进行讨论。

多普勒效应中几个问题的探讨

多普勒效应中几个问题的探讨

河南大学2014届本科毕业论文论文题目多普勒效应中几个问题的探讨作者姓作者学号: 1003618089所在所学专业:电子信息科学与技术导师姓名职称:论文完成时间: 2014年04月22日目录摘要: (1)Stract: (1)0:前言 (2)1:多普勒效应 (2)1.1多普勒效应的发现 (2)1.2原理 (2)1.3多普勒公式 (3)2:机械波中的多普勒效应 (3)2.1波源和观察者都静止 (3)2.2观察者运动,波源静止 (3)2.3波源运动,观察者静止 (4)2.4观察者和波源都运动 (5)3.运动学中多普勒效应计算公式 (5)4光波(电磁波)的多普勒效应 (6)4.1光波(电磁波)满足的的多普勒效应 (6)4.2光波(电磁波)的多普勒效应几种特例 (6)5多普勒公式在相对论力学中的应用 (7)6多普勒效应的适用性 (9)6.1多普勒效应在列车行进中 (9)6.2多普勒效应是否能相互抵消 (9)6.3机械波没有横向多普勒效应 (10)6.4波源向着观察者运动和观察者向着波源运动 (10)6.5多普勒效应传感器的电动机自动启动电路 (11)6.6激光多普勒测速仪 (11)6.7多普勒超声仪的应用图 (12)7多普勒效应的现代应用 (12)8结论 (13)参考文献: (13)多普勒效应中几个问题)摘要:现在,物理知识与生活之间的联系越来越密切:例如超声波测速就是运用多普勒效应的实例。

本文仔细介绍了多普勒效应的由来丶多普勒一般公式的推导过程以及在高速运动状态下的洛伦兹时空时多普勒效应满足的公式。

讲解了在此效应中常见的一些问题,主要问题有三个:第一个问题是音调问题,第二个是横向多普勒效应问题,第三个是相互抵消的问题。

又通过公式推导,形象的描述了这一效应在各个方面的应用。

关键词:多普勒效应,频率,速度,洛伦兹时空Several issues of the doppler effectGao Zhenbo(Henan university MINSHENG college Electronic information science and technology Henan Kaifeng 475004, China)Stract:Now, Contacts between physics and life more closely: for example the use of ultrasound velocimetry is a very typical example of the Doppler effect. This paper carefully describes the origin of the Doppler effect when the Doppler Dian and the derivation of the general formula of Lorentz space-time in high-speed motion state formulas to meet the Doppler effect. Describes the Doppler effect to explain some misunderstanding,And by formula derivation, the image of this effect is described in various aspects.Key words:The doppler effect. Frequency; Speed; Lorentz space-time;0:前言多普勒效应为了纪念奥地利物理学家及数学家克里斯琴.约翰.多普勒,这一理论是由他首先发现的。

基于多普勒效应的声速测量实验构建-声学论文-物理论文

基于多普勒效应的声速测量实验构建-声学论文-物理论文

基于多普勒效应的声速测量实验构建-声学论文-物理论文——文章均为WORD文档,下载后可直接编辑使用亦可打印——摘要:利用多普勒效应来测量声速是大学物理中的一个重要的实验。

本文介绍了设计性实验超声多普勒效应测量声速, 利用多普勒效应综合实验仪, 设计出一套超声多普勒效应测量声速的实验装置, 并利用该实验装置测量声速。

关键词:超声多普勒效应; 声速; 设计性实验;Abstract:Using the doppler effect to measure the sound velocity is an important experiment in college physics.It introduces the design of experiments ultrasonic doppler effect measuring sound velocity, using the doppler effect experiment instrument, design a set of ultrasonic doppler effect measurement of sound velocity experiment device, and by using the experimental device measuring the speed of sound.Keyword:ultrasonic doppler effect; the sound velocity; design experiment;当波源和接收器之间有相对运动时, 接收器接收到的波的频率与波源发出的频率不同的现象称为多普勒效应。

多普勒效应在科学研究, 工程技术, 交通管理, 医疗诊断等各方面都有十分广泛的应用。

例如:原子, 分子和离子由于热运动使其发射和吸收的光谱线变宽, 称为多普勒增宽, 在天体物理和受控热核聚变实验装置中, 光谱线的多普勒增宽已成为一种分析恒星大气及等离子体物理状态的重要测量和诊断手段。

多普勒效应及其应用

多普勒效应及其应用

多普勒效应及其应用多普勒效应是一种物理现象,描述了由于传播介质相对于观测者的运动而引起的频率变化。

这一效应在日常生活中有着广泛的应用。

本文将从多普勒效应的原理入手,探讨其在医学、天文学和物理学等领域的应用。

首先,我们来看多普勒效应的原理。

多普勒效应是基于光、声波等波动传播的特性而产生的。

当光或声源靠近观测者时,波长缩短,频率增加,我们称之为“红移”。

相反,当光或声源远离观测者时,波长延长,频率降低,我们称之为“蓝移”。

这种频率变化是由于波源和观测者之间的相对运动导致的。

在医学领域,多普勒效应被广泛应用于超声检查中。

超声波是一种高频声波,可以通过人体组织的反射来产生图像。

多普勒超声技术利用了多普勒效应来测量被检测物体的运动状态。

通过测量回波声波的频率变化,医生可以获得被检测物体的速度和方向信息。

这项技术在心脏病学中特别有用,医生可以通过多普勒超声来检测和评估心脏血液流动的速度和方向,从而帮助诊断心脏瓣膜疾病和心血管病变。

另一个领域是天文学。

多普勒效应在天文学中的应用非常重要,可以用来测量星体的运动速度和远离地球的距离。

天体发出的光具有特定的光谱,由于多普勒效应,它们的光谱线会发生移动。

利用这种移动,天文学家可以推断天体的运动速度和距离。

例如,通过观测星系发出的光的频率变化,天文学家可以确定星系的远离速度和其相对于地球的距离。

这对于研究宇宙膨胀和宇宙学的发展非常重要。

在物理学中,多普勒效应也有一系列应用。

例如,在雷达和无线电通信中,多普勒效应可以用来测量目标物体的速度。

雷达系统通过发送和接收无线电波,并测量返回信号的频率变化来确定目标物体的速度。

这在飞机和船只上广泛应用,可以帮助导航员测量目标物体的速度和方向,以保持安全和导航准确。

总结来说,多普勒效应是一种描述波动传播中频率变化的物理现象。

它在医学、天文学和物理学等领域中都有广泛的应用。

在医学中,多普勒超声技术可以用来检测和评估心脏血液流动的速度和方向,帮助诊断心脏疾病。

多普勒效应的研究与应用(毕业论文doc)

多普勒效应的研究与应用(毕业论文doc)

.1 引言因波源和观测者有相对运动而出现的观测频率与波源频率不相等的现象,叫做多普勒效应。

1842年,多普勒发表论文首次论述多普勒效应。

他推导出当波源和观察者有相对运动时,观察者接收到的波长频率会改变,在运动的波源前面波被压缩,波长变短,频率变高;在运动的波源后面波长变长,频率变低。

波源的速度越高,产生的这种频率变化越大。

观测频率变化的程度,可以计算出波源沿观测方向运动的速度。

从此关于多普勒发现的这种现象得到了人们的广泛关注,并拉开了研究多普勒效应及运用的序幕。

2003年河南大学物理系尹国盛以光子假设为前提 ,利用动量守恒定律和能量守恒定律导出了相对论多普勒公式,包括经典力学中的多普勒公式和相对论力学中的多普勒公式,并简单讨论了经典力学的多普勒效应[1]。

在同年3月湖北工学院数理系的别业广通过研究认为多普勒效应是一切波动过程的共同特征,不仅机械波有多普勒效应,电磁波也有多普勒效应[2]。

在6月湖北工学院数理系的徐国旺和别业广在引入速度矢量的基础上,导出了接收频率与本征频率的关系,并对多普勒效应中观察者所在处的振动方程进行了初步探讨[3]。

除此之外 ,他们还用Mathematica 对一实例进行了动画演示。

2004年陕西科技大学理学院的刘运以静止和运动的原子发射光子为例 ,运用能量及动量守恒定律 ,从动力学角度研究了光的多普勒效应 ,说明光的多普勒效应不但是一个运动学问题 ,而且也是一个动力学问题[4]。

2007年5月重庆交通学院物理教研室的胡成华从光的粒子性出发 ,分析计算了运动原子和静止原子发射的光子的频率 ,得到了完全相同的多普勒频移公式[5]。

在接下来的一年中江西省气象科学研究所的马中元回顾了雷达气象学的发展史和多普勒雷达工作原理,指出雷达利用电磁波的散射与吸收、衰减与折射和多普勒效应等基本原理,塑造了多普勒天气雷达并建立了我国新一代多普勒雷达监测网,为在气象业务中监测和预报龙卷、冰雹大风和暴洪等灾害性天气发挥了重要作用[6]。

多普勒效应及其应用探讨

多普勒效应及其应用探讨
多普勒效应在多个工程领域具有广泛的应用。在军事上,多普勒效应可用于雷达测速、目标定位等,提高军事行动的精确性和效率。在航天航空领域,该效应被应用于卫星导航、飞行试验等方面,确保航天器的安全飞行和准确导航。在交通通信方面,多普勒效应助力实现车辆测速、信号传输等功能,提升交通系统的智能化和可靠性。此外,在天文探索中,多普勒效应也发挥着关键作用,帮助科学家研究星体的运动规律,推动天文学的发展。这些应用都基于多普勒效应的原理,即当波源与接收设备之间有相对运动时,接收到的频率会发生变化。通过测量这种频率变化,我们可以获取目标的速度、位置等关键信息,从而实现各种工程应用。随着科技的不断发展,多普勒效应的应用前景将更加广阔。
超声波的多普勒效应有广泛的应用范围不仅仅体现在天文医学交通等方面在资源开发方面也有广泛的应用在海洋资源等一些未开发的资源方面的应用性很强在检测和治理海洋污染上可以应用它是基于利用记录声波散射强度的改变来计算废物污染速度也可以判

多普勒效应测量变速度实验装置的设计论文

多普勒效应测量变速度实验装置的设计论文

多普勒效应测量变速度实验装置的设计论文摘要:本文介绍了设计性实验“多普勒效应研究变速度运动”, 该实验要求学生理解多普勒效应测量速度的原理,利用多普勒效应及声速综合测试仪、智能控制系统实验仪器,设计出一套多普勒效应测量变速度的实验装置,并利用该实验装置测量简谐运动物体的速度。

关键词:多普勒效应;设计性实验;大学物理;大学物理实验作为培养学生创新能力的重要环节,应当为学生提供足够的条件,使学生获得富有探索和创造性的学习环境,使其在实验过程中充分发挥自身的主观能动性,积极主动地思考、分析问题。

尤其是在研究性创新性实验教学中,学生需要自己完成阅读文献资料、拟定实验方案、配置实验设备、制作仪器部件或搭建电子线路、测量实验数据、分析实验结果、完成实验报告等工作,这种注重培养学生科研能力的做法,有利于学生的开拓精神和创新能力的培养。

[1,2]为此,大学物理设计性实验中,应用多普勒效应及声速综合测试仪(DH-DPL)以及智能运动控制系统设计出一套简易的多普勒效应测量变速运动实验装置,开展多普勒效应相关的设计性实验,以培养学生独立设计物理实验的能力。

本实验要求学生自主完成三部分内容:一是理解多普勒效应测量物体运动速度的原理,二是完成实验系统的设计,三是测量变速运动物体的运动速度及分析。

1 多普勒效应测量物体运动速度实验原理波源和观察者相对传播波的介质静止时,观察者接收到的频率和波源发出的频率是相同的.。

当波源或观察者或两者都相对于介质运动时,观察者接收到的频率与波源发出的频率就不相同了,这种现象叫做多普勒效应。

[3,4,5]设波传播的速度为,波源以源相对于介质向观察者运动(远离速度取负值) , 观察者以观相对于介质向波源运动(远离速度取负值) , 则接收频率为如果观察者与波源的运动方向不在两者连线上,只要将速度沿连线上分量代入(1)式即可。

2 实验系统的设计本实验装置由多普勒效应及声速综合测试仪、智能控制系统、运动导轨、超声换能器、小车等组成。

多普勒效应 论文

多普勒效应 论文

多普勒效应及其应用姓名:李睿学号:0840308118 班级:测控一班一、什么是多普勒效应在日常生活中,我们有过这样的经验,在铁路旁听行驶中火车的汽笛声,当火车鸣笛而来时,人们会听到汽笛声的音调变高.相反,当火车鸣笛而去时,人们则听到汽笛声的音调变低.像这样由于波源或观察者相对于介质有相对运动时,观察者所接收到的波频率有所变化的现象就叫做多普勒效应.这种现象是奥地利物理学家多普勒(1803~1853)于1842年首先发现的,因此以他的名字命名.二、多普勒效应的演示实验在上述火车鸣笛的例子中,实际上火车鸣笛的频率并没有改变,而是由于声源和观察者之间有相对运动,使人耳接收到声音的频率发生了变化,所以人耳听到汽笛的音调发生了变化.为了说明这个问题,我们可以用水波代替声波(都是机械波),做如下演示实验.在盛有清水的大水槽中,以一端粘有直径约为8mm的石蜡球的细弹簧作为弹簧单振子,使单振子与水面接触,若使单振子沿竖直方向周期性地上下击打水面,这时,水面上就形成向四周传播的周期性同心圆波.若将振动着的单振子在水面上向右平移、便可看到从振源中心到右槽壁间的波纹变密、波长缩短,右壁接收圆波的频率变大,而振源中心到左槽壁的波纹变疏,波长增大,左槽壁接收圆波的频率变小,该实验仪器结构简单,易于取材,制作简便,便于操作,直观性强,可信度高,具有较好的实验效果.实验结果表明,单振子(振源)本身的频率并没有改变,而是水槽壁(接收者)接收的水波的频率发生了变化,这就与上述火车鸣笛的情况相类似了.通过该实验的演示,我们就不难理解波的多普勒效应了.三、声波多普勒效应的理论分析结合教材的阐述,我们还知道,当波源与观察者有相对运动时,如果二者相互接近,观察者接收到波的频率增大;如果二者远离,观察者接收到波的频率减小.对于这种变化关系,下面笔者由浅入深地分三种情况针对声波做如下讨论.首先,设声源速度为vS,接收者速度为vB,v表示声波在介质中的传播速度,当声源向接收者运动时,vS取正值,而背离接收者运动时,vS取负值;当观察者向声源运动时,vB取正值,而背离声源运动时,vB取负值,波速v总取正值.1.声源不动,观察者以速度vB相对于介质运动,即vS =0、vB≠0时如观察者向着声源运动,则vB>0.因观察者以速度vB迎向声源运动,相当于波以速度v+vB通过接收者.单位时间内接收到的波数就是接收到的频率,即ν′=(v+vB)/λ=(v+vB)/(vT)=[(v+vB)/v]ν=[1+(vB/v)]ν.①该式表明:当观察者向声源运动时,接收到的频率ν′为声源频率的[1+(vB/v)]倍;当观察者背离声源运动时,vB<0,则ν′<ν,即观察者接收到的频率ν′小于声源的振动频率ν.读者可自行分析当vB=-v时,会发生什么情况? 2.观察者不动,声源以速度vS相对于介质运动,即vB=0,vS≠0时。

激光多普勒效应及其应用

激光多普勒效应及其应用
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ-3-
图 4 (a)相对运动中参考系之间的坐标变换 (b)波源静止时坐标系中的平面波
河西学院物理系学士学位论文
(a)中详述了在两个参考系中 P 点的空间坐标..相对速度向量决定了 x 轴的方向,由 于仅考虑平面波,因而本质上是一个二维空间问题,和第三方向 z 没有关系,所以不必 考虑.然而必须记住一点,相对论中时间坐标 t 要换成 t’. 现考虑以光速 c(真空中)在参考系 O 中移动的平面波.波可以表示为:
河西学院物理系学士学位论文
激光多普勒效应及其应用
摘要:本文介绍了激光多普勒效应的基本原理和应用,主要内容包括多普勒频移,光 学差拍原理,参考光技术及差动多普勒技术光学系统和有关多普勒信号处理,最后介绍 了激光多普勒技术的一些空气动力学,生物学等方面的应用,主要有速度剖面和湍流强 度剖面的测量,风速测量,生物学的显微测量等;另外还简单介绍了一些激光多普勒技术 的发展前景. 关键词:激光;多普勒效应;多普勒频移;光学差拍;应用 多普勒效应是 1842 年澳大利亚物理学家观察木星卫星运动时发现光波频率偏移而 确定的一种效应. 由于以往光源为多频且相干性差, 因此多普勒效应并没有得到实际应 用.1960 年世界上第一台激光器的问世,使人们得到理想单频光源。20 世纪 70 年代多 普勒技术开始应用于医学等研究领域.
v v ' v v(v/c) cos
(2-19)
(对于这个近似θ ’和θ 之间的差别是不重要的). 2.1.4 散射物的多普勒频移 本文主要关心的是移动物体所散射的光的频移, 光源 和观察者是相对静止的. 可把这种情况当作一个双重多普 勒频移来考虑,光从光源到移动的物体,然后由物体到观 察者.为了严格的处理此问题,要利用上节导出的相对论 方程,但倘若对波运动“介质”的运动作一定的假设,就 可以利用非相对论处理得到相同的答案,虽然这是没有物 理意义的.在图 5 中考虑从光源 S 发出的频率为 v 的光被 物体 P 散射,在 Q 处来观察散射光.运动方向和 PS 及 PQ 所成的角度用 θ1 及 θ2 表示. P 所观察到的频率由方程(2-15)给出:

对多普勒效应的研究

对多普勒效应的研究
以下为使用 matlab 作图所得 a=-0.4, v0=1, u=10,
Tr (t ) T (1
v0 at ) u
(15)
可以看出接收器接受到的信号周期大致与时 间成线性关系,与图 2 吻合。
T=0.05 的
n ( n1) 与 n 的关系曲线图 0
2,波源相对于介质做匀速直线运动, 但不与接收器保持在同一直线上
1 Ln L v0 nT an 2T 2 2
(2)
所以,则接收器接受到第 n 个脉冲的时间为:
L t nr t n n nT u
1 L v0 nT an 2T 2 2 u
(4)
图 2:
因此,接收器在接受到第 n 个与第 n+1 个脉冲 之间的时间间隔与对应频率为为:
2009 大学生物理实验研究论文
如图 1, 在 t=0 时刻, S (source) 向着 R (receiver) 做初速为 v0,加速度为 a 的匀加速直线运动,此时 二者距离为 L。设波源发出的脉冲频率为 f,周期 为 T,波速为 u。假设 L 与 u 较大而 a 较小,则发 出的第 n 个脉冲的时间为: tn=n*T (n=1, 2, 3……) (1) tn 时刻,S 与 R 的距离为:
n ( n1) 0
与 n 的关系曲线图 (参数选择: a=-0.4,
v0=1, u=10, T=0.05) 当 a=0 时,则接收器收到的频率为
Tn ( n1) t ( n 1) r t nr T (1
2v0 aT (2n 1) ) 2u
( 5)
n ( n1)
1 Tn ( n1) T ( r (nT T ) r (nT ) ) u

大学物理期末论文之多普勒效应

大学物理期末论文之多普勒效应

大学物理期末论文之多普勒效应13125244 吴祥昇生活实例当一辆救护车迎面驶来的时候,听到声音越来越高;而车离去的时候声音越来越低。

你可能没有意识到,这个现象和医院使用的彩超同属于一个原理,这就是“多普勒效应”。

内容简介多普勒效应是为纪念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。

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。

原理解释多普勒效应指出,波在波源移向观察者接近时接收频率变高,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。

但是由于缺少实验设备,多普勒当时没有用实验验证,几年后有人请一队小号手在平板车上演奏,再请训练有素的音乐家用耳朵来辨别音调的变化,以验证该效应。

假设原有波源的波长为λ,波速为c,观察者移动速度为v:当观察者走近波源时观察到的波源频率为(c+v)/λ,反之则观察到的波源频率为(c-v)/λ。

一个常被使用的例子是火车的汽笛声,当火车接近观察者时,如果观察者远离波源,汽鸣声会比平常更刺耳。

你可以在火车经过时听出刺耳声的变化。

同样的情况还有:警车的警报声和赛车的发动机声。

如果把声波视为有规律间隔发射的脉冲,可以想象若你每走一步,便发射了一个脉冲,那么在你之前的每一个脉冲都比你站立不动时更接近你自己。

而在你后面的声源则比原来不动时远了一步。

或者说,在你之前的脉冲频率比平常变高,而在你之后的脉冲频率比平常变低了。

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,是由观察者接受到的频率,即单位时间接收到的完全波的个数决定的。

多普勒效应及其应用的探讨

多普勒效应及其应用的探讨

多普勒效应及其应用的探讨文章通过解释多普勒效应原理,分析实际生活中多普勒效应的现象实例,并列举在军事,医学,宇宙探索等领域中多普勒效应的广泛应用,突出其对生产生活的指导性帮助。

标签:多普勒效应;频率;超声波;雷达;彩超;银河系实际生活中,经常有这样的现象:我们站在路边,迎面开过来一辆汽车,我们可以清晰地听到汽车马达的声音。

这声音会随着车子驶近我们而变得尖锐,当车子经过我们身边并逐渐驶离时,车子发出的声音则会渐渐变得低沉。

我们不禁要问,为什么会出现这样的现象。

车子一直在正常行驶,没有变速,车子本身发出的声音没有变化。

而我们听到的声音的由低沉变得尖锐再变得低沉,也不是由于我们和车子之间距离的变化而造成的声音响度大小的改变,因为决定声音尖锐或低沉的是它的音调,即振动的频率。

所以,也就有了最可能的解释,就是车子不断驶向我们的过程中,声音的音调发生了改变。

而这种改变,并不是汽车马达这一声源自身振动频率的改变,而是我们人耳接收到的声音频率的变化。

像这种由于之间的相对运动,而导致的声音接收频率发生变化的现象,也就是我们接下来要讲的多普勒效应。

1 多普勒效应基本规律1842年,奥地利人多普发现了波源和观测者之间的相对运动,会导致物体辐射波长的变化,从而首先提出了多普勒效应理论。

经过几百年来持续深入的研究和生活实践,我们已经知道,若是声源朝向接受体方向运动,那么,接受体接收到的频率会相对增加(与声源实际振动频率相比),这就可以解释当汽车驶近我们时,我们听到的声音越来越尖锐;反之,若声源背离接受体方向运动,接受体接收到的频率会相对减小,所以当车子经过并驶离我们时,传入我们耳朵的声音由尖锐渐渐变得低沉。

这里有两个问题需要强调:首先是这里车子的运动是匀速的,也就是说,振动频率(音调)的改变并不是由于车子速度的变化而导致的,声源与接收者只有相对位置的变化,没有相对速度的变化。

其次,我们这里所说的,运动,指的是相对运动。

即人站在路边不动,汽车驶向人,与汽车不动,人跑近汽车,都会振动频率(音调)的升高,只是若试图深入研究,其音调变化量不尽相同。

多普勒效应及其应用毕业论文[管理资料]

多普勒效应及其应用毕业论文[管理资料]

编号: 2010212409毕业论文(2014届本科)题目:多普勒效应及其应用学院:物理与机电工程学院专业:物理学作者姓名:张伟平完成日期: 2014 年 5 月 20 日二○一四年五月目录河西学院本科生毕业论文诚信声明 0河西学院本科生毕业论文(设计)开题报告 (1)0引言 (5)1多普勒效应 (5) (5) (6)波源静止观察者运动的情形 (6) (7) (7)2多普勒效应的原理 (8) (8) (8) (9) (9) (10) (11)3多普勒效应在探测中的应用 (11) (11) (13) (14)4多普勒效应在医学上的应用 (14) (15) (15)5多普勒效应在军事、交通领域的应用 (17)6多普勒效应在影视艺术作品中的运用 (17)7结论 (19)参考文献 (20)致谢 (21)河西学院本科生毕业论文题目审批表 (23)河西学院物理与机电工程学院指导教师指导毕业论文情况登记表 (24)河西学院毕业论文指导教师评审表 (24)河西学院本科生毕业论文答辩记录表 (25)河西学院本科生毕业论文诚信声明本人郑重声明:所呈交的本科毕业论文,是本人在指导老师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果,成果不存在知识产权争议,除文中已经注明引用的内容外,本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。

本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。

作者签名:二O 年月日河西学院本科生毕业论文(设计)开题报告多普勒效应及其应用摘要:本文首先以声波和光波的多普勒效应为例,对声波、光波及电磁波的多普勒效应原理进行了详细阐述,归纳、总结多普勒效应的一般公式。

主要介绍了多普勒效应在医学、交通、探测、卫星通信、军事科技、影视艺术作品、气象监控等领域的应用:如多普勒效应在天体脉塞和中子双星探测中的应用、卫星多普勒定位技术、激光雷达测风速、彩超在临床医学中的应用、超声多普勒血流仪等。

多普勒效应在生活中的应用作文

多普勒效应在生活中的应用作文

多普勒效应在生活中的应用作文朋友们!今天咱们来聊聊一个听起来有点高大上,但其实在生活中无处不在的东西——多普勒效应!
你有没有注意过,当一辆警车或者救护车拉着警笛从你身边呼啸而过的时候,那声音的音调好像会发生变化?车靠近你的时候,声音又尖又高;车远离你的的时候,声音就变得低沉了。

这就是多普勒效应在“搞鬼”!
多普勒效应可不只是让警笛声变得有趣。

想象一下你在球场看比赛,那些测速的仪器能准确地告诉你运动员把球踢得多快,这也是多普勒效应的功劳。

它就像是一个看不见的小助手,默默地帮我们测量速度。

还有啊,在天文学里,多普勒效应更是大显身手!科学家们通过观察恒星或者星系发出的光的频率变化,就能知道它们是在靠近我们还是在远离我们,甚至还能算出移动的速度有多快。

这可太神奇了,就好像光是在给我们传递宇宙的秘密信件一样。

就连我们日常用的雷达,也离不开多普勒效应。

它能帮助雷达“看”到飞机、船只的速度,让我们的交通和出行更加安全。

所以说,多普勒效应可不是只存在于书本里的枯燥知识,它就在我们的身边,让我们的生活变得更加便利和有趣。

下次当你再听到声音的变化或者看到一些神奇的测速仪器时,别忘了在心里默默感谢一下多普勒效应这个神奇的“小魔法”!怎么样,是不是觉得这个世界因为多普勒效应变得更奇妙啦?。

多普勒效应概念原理应用的论文

多普勒效应概念原理应用的论文

多普勒效应概念原理应用的论文第一节:多普勒效应的概念及原理•多普勒效应的概念–介绍多普勒效应的定义和基本原理•多普勒效应的原理–描述多普勒效应的基本原理,涉及频率和速度的关系•多普勒效应的数学公式–提供多普勒效应的数学表示式及推导过程第二节:多普勒效应在实际应用中的应用•多普勒效应在天文学中的应用–介绍天文学中利用多普勒效应测量物体速度的方法及实际案例•多普勒效应在声学中的应用–讨论声学中利用多普勒效应进行声音速度测量的原理,并提供实际案例•多普勒效应在雷达中的应用–解释多普勒效应在雷达系统中的应用,如速度测量和目标探测•多普勒效应在医学影像中的应用–讨论多普勒效应在医学影像中的应用,如超声心动图和血流成像第三节:多普勒效应的局限性及改进方法•多普勒效应的局限性–分析多普勒效应在特定条件下的局限性,如速度测量范围和信号干扰•多普勒效应的改进方法–探讨改进多普勒效应的方法,如使用多普勒滤波器和高精度测量技术第四节:多普勒效应在工程领域的应用案例•多普勒效应在交通监控中的应用–介绍多普勒效应在交通监控中用于车辆速度测量的案例•多普勒效应在气象预报中的应用–讨论多普勒效应在气象预报中用于测量风速和风向的案例•多普勒效应在航空领域的应用–解释多普勒效应在航空领域中的应用,如雷达测量飞机速度和高度•多普勒效应在地震监测中的应用–讨论多普勒效应在地震监测中用于测量地震震级和震源深度的案例结论•总结多普勒效应的概念、原理及应用•强调多普勒效应在各个领域中的重要性和发展前景以上就是关于多普勒效应的概念、原理及应用的论文内容,通过介绍多普勒效应的基本知识和详细解释其在实际应用中的各个领域中的应用案例,展示多普勒效应的重要性和广泛应用。

机械波的多普勒效应的原理及应用

机械波的多普勒效应的原理及应用

编号:河南大学2014届本科毕业论文机械波的多普勒效应的原理及应用论文作者姓名:作者学号:所在学院:民生学院所学专业:电子信息科学与技术导师姓名职称:论文完成时间: 2014年04月 20 日 _目录目录摘要: (1)0 前言 (1)1 多普勒效应 (2)1.1 多普勒效应的概要介绍 (2)1.2 多普勒效应的基本知识 (2)2 多普勒效应公式的探讨 (3)2.1音调的变化是相对的 (3)2.2 多普勒效应不能相互抵消 (5)3 多普勒公式的适用范围 (6)3.1应用方面的实例 (7)4 机械波中横波的多普勒效应探讨 (10)4.1 机械波的多普勒效应探讨—普遍公式 (10)4.2 机械波的多普勒效应探讨—几种特例 (11)5 总结与分析 (12)参考文献 (13)II多普勒效应的原理及应用摘要:本轮首先介绍多普勒效应的原理及应用;其次,拟用多普勒效应公式验证迎面驶来的火车音调并非越来越高及多普勒效应是不能相互抵消的;然后对多普勒效应形成的条件和它适用的范围进行了研究;而且说明了在机械波中的横波不会有多普勒效应。

最后,对本文所讨论的问题进行总结并分析,从而完成对这一效应更深刻的巩固和理解。

关键词:多普勒效应的形成;多普勒公式的建立;音调的大小;机械波的特征;(School of min sheng , Henan University, Henan Kaifeng 475004, China) Abstract:Content:Firstly, this article briefly introduces the Doppler effect of the related basic knowledge; Secondly, drafts with Doppler formula to deduce the oncoming train tone is not more and more high and the Doppler effect can not offset each other ;.then discussed the conditions of Doppler effect and its formula applicable scope; and explains the absence of transverse Doppler effect in the mechanical wave. Finally, makes a summary and analysis for the two methods discussed in this article before ,and then completing the more profound understanding of this effect.Key words:Doppler effect ; Doppler formula; tone; mechanical wave0 前言自从多普勒效应被发现到逐步得到大家的广泛关注和认可,学者们就在不断地追求这一效应的完美,并拉开了研究多普勒效应及现有应用的序幕。

应用物理期末论文:多普勒效应的在医学上的应用

应用物理期末论文:多普勒效应的在医学上的应用

多普勒效应的在医学上的应用在生活中我们经常会遇到一些奇怪的现象,例如当火车接近观察者时,其汽鸣声会比平常更刺耳,这个我们可以用过耳朵辨别出来。

同样的情况还有:警车的警报声和赛车的发动机声。

这种当波源和观察者之间有相对运动时,观察者会感到频率发生变化的现象,叫多普勒效应。

多普勒效应是在波源与观察者之间有相对运动时产生的现象。

观察者相对于介质不动,当波源接近观察者时,观察者接收到的频率增大;波源远离观察者时,观察者接收到的频率减小。

波源和观察者同时相对于介质运动,综合以上两种情况可知,一方面由于观察者运动,使波面通过观察者的速度增大或减小;另一方面由于波源的运动,使观察者所在处的波的波长缩短或伸长。

不仅机械波有多普勒效应,电磁波也有多普勒效应。

当今社会,多普勒效应在科学技术上已有着十分广泛的应用,例如基于多普勒效应的雷达测速仪已应用于车辆、导弹、卫星等运动目标的监测等,这里我们只讨论在医学上的应用。

声波的多普勒效应可以用于医学的诊断,也就是我们平常说的彩超。

频率在2000Hz以上的声波即为超声波。

超声波在传播过程中要发生反射,折射以及多普勒效应等。

超声波在介质中传播时,发生声能衰减。

因此超声通过一些实质性器官,会发生形态及强度各异的反射。

声束通过肿瘤组织,声能的吸收和衰减现象也比较明显。

由于人体组织器官的生理,病理,解剖情况的不同,对超声波的反射,折射和吸收衰减各不相同。

超声诊断就是根据这些反射信号的多少,强弱,分布规律来判断各种疾病。

医用诊断超声波的发生与接收,均由特制的探头来完成,它能把电能和声能互相转换。

声检查法(简称A超),B型超声诊断(简称B超),M型超声诊断以及用于检测人体心脏功能的超声心动图,超声多普勒诊断(也叫D型超声诊断)等等,都是多普勒效应应用在医学上疾病诊断上的例子。

超声脉冲检查仪。

当声源或反射界面移动时,比如当红细胞流经心脏大血管时,从其表面散射的声音频率发生改变,由这种频率偏移就可以知道血流的方向和速度,如红细胞朝向探头时,根据多普勒原理,反射的声频则提高,如红细胞离开探头时,反射的声频则降低。

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多普勒效应及其应用
姓名:李睿学号:0840308118 班级:测控一班
一、什么是多普勒效应
在日常生活中,我们有过这样的经验,在铁路旁听行驶中火车的汽笛声,当火车鸣笛而来时,人们会听到汽笛声的音调变高.相反,当火车鸣笛而去时,人们则听到汽笛声的音调变低.像这样由于波源或观察者相对于介质有相对运动时,观察者所接收到的波频率有所变化的现象就叫做多普勒效应.这种现象是奥地利物理学家多普勒(1803~1853)于1842年首先发现的,因此以他的名字命名.
二、多普勒效应的演示实验
在上述火车鸣笛的例子中,实际上火车鸣笛的频率并没有改变,而是由于声源和观察者之间有相对运动,使人耳接收到声音的频率发生了变化,所以人耳听到汽笛的音调发生了变化.为了说明这个问题,我们可以用水波代替声波(都是机械波),做如下演示实验.在盛有清水的大水槽中,以一端粘有直径约为8mm的石蜡球的细弹簧作为弹簧单振子,使单振子与水面接触,若使单振子沿竖直方向周期性地上下击打水面,这时,水面上就形成向四周传播的周期性同心圆波.若将振动着的单振子在水面上向右平移、便可看到从振源中心到右槽壁间的波纹变密、波长缩短,右壁接收圆波的频率变大,而振源中心到左槽壁的波纹变疏,波长增大,左槽壁接收圆波的频率变小,该实验仪器结构简单,易于取材,制作简便,便于操作,直观性强,可信度高,具有较好的实验效果.实验结果表明,单振子(振源)本身的频率并没有改变,而是水槽壁(接收者)接收的水波的频率发生了变化,这就与上述火车鸣笛的情况相类似了.通过该实验的演示,我们就不难理解波的多普勒效应了.
三、声波多普勒效应的理论分析
结合教材的阐述,我们还知道,当波源与观察者有相对运动时,如果二者相互接近,观察者接收到波的频率增大;如果二者远离,观察者接收到波的频率减小.对于这种变化关系,下面笔者由浅入深地分三种情况针对声波做如下讨论.首先,设声源速度为vS,接收者速度为vB,v表示声波在介质中的传播速度,当声源向接收者运动时,vS取正值,而背离接收者运动时,vS取负值;当观察者向声源运动时,vB取正值,而背离声源运动时,vB取负值,波速v总取正值.1.声源不动,观察者以速度vB相对于介质运动,即vS =0、vB≠0时如观察者向着声源运动,则vB>0.因观察者以速度vB迎向声源运动,相当于波以速度v+vB通过接收者.单位时间内接收到的波数就是接收到的频率,即ν′=(v+vB)/λ=(v+vB)/(vT)=[(v+vB)/v]ν=[1+(vB/v)]ν.①该式表明:当观察者向声源运动时,接收到的频率ν′为声源频率的[1+(vB/v)]倍;当观察者背离声源运动时,vB<0,则ν′<ν,即观察者接收到的频率ν′小于声源的振动频率ν.读者可自行分析当vB=-v时,会发生什么情况? 2.观察者不动,声源以速度vS相对于介质运动,即vB=0,vS≠0时。

如声源向着观察者运动,这时vS>0.假定vS<v,因为声速仅决定于介质的性质,与声源的运动与否无关.所以在一个周期T内声源在S点发出的振动向前传播的距离等于波长λ.如声源不动,则波形。

但若声源运动,则在一个周期的时间内声源在波的传播方向上通过一段路程v ST而达到S′点,结果整个波形。

中点S′、B′间的虚线所示.由于声源做匀速运动,所以,波形无畸弯.只是波长变小,其值为λ′==λ-vST=vT-vST=(v-vS)(1/ν).所以观察者在单位时间内接收到的波数为ν′=v/λ′=[v/(v-vS)]ν.②该式表明:当声源向着观察者运动时,观察者接收的频率是声源频率的v/(v-vS)倍.如声源背离观察者运动,则vS<0,所以有ν′<ν,即观察者接收到的频率比声源频率降低了.现在我们就不难明白前述火车相对观察者运动时音
调变化的本质原因了.从以上所讨论的两种情况中,我们不难看出,无论是接收者相对介质运动还是声源相对介质运动,接收者接收到波的频率的变化情况虽然一样,但两种变化的本质机理却不同.前者是由相对波速的变化引起,而后者是由波长的变化引起.根据以上两种情况的讨论,我们可以很容易证明,当观察者和声源同时相对介质运动,即vB≠0、vS≠0时,观察者接收到声波的频率为ν′=(v+vB)/[(v-vS)/ν]=[(v+vB)/(v-vS)]ν.③该式也可以说是以上两种讨论的综合,如果在vS和vB两个量中有一个为零时,就可得出上面的①、②式分别所表示的两种情况.
四、光波的多普勒效应
具有波动性的光也会出现这种效应,它又被称为多普勒-斐索效应. 因为法国物理学家斐索(1819~1896年)于1848年独立地对来自恒星的波长偏移做了解释,指出了利用这种效应测量恒星相对速度的办法.光波与声波的不同之处在于,光波频率的变化使人感觉到是颜色的变化. 如果恒星远离我们而去,则光的谱线就向红光方向移动,称为红移;如果恒星朝向我们运动,光的谱线就向紫光方向移动,称为蓝移。

五、声波的多普勒效应的应用
声波的多普勒效应也可以用于医学的诊断,也就是我们平常说的彩超。

彩超简单的说就是高清晰度的黑白B超再加上彩色多普勒,首先说说超声频移诊断法,即D超,此法应用多普勒效应原理,当声源与接收体(即探头和反射体)之间有相对运动时,回声的频率有所改变,此种频率的变化称之为频移,D超包括脉冲多普勒、连续多普勒和彩色多普勒血流图像。

彩色多普勒超声一般是用自相关技术进行多普勒信号处理,把自相关技术获得的血流信号经彩色编码后实时地叠加在二维图像上,即形成彩色多普勒超声血流图像。

由此可见,彩色多普勒超声(即彩超)既具有二维超声结构图像的优点,又同时提供了血流动力学的丰富信息,实际应用受到了广泛的重视和欢迎,在临床上被誉为“非创伤性血管造影”。

为了检查心脏、血管的运动状态,了解血液流动速度,可以通过发射超声来实现。

由于血管内的血液是流动的物体,所以超声波振源与相对运动的血液间就产生多普勒效应。

血管向着超声源运动时,反射波的波长被压缩,因而频率增加。

血管离开声源运动时,反射波的波长变长,因而在单位时向里频率减少。

反射波频率增加或减少的量,是与血液流运速度成正比,从而就可根据超声波的频移量,测定血液的流速。

我们知道血管内血流速度和血液流量,它对心血管的疾病诊断具有一定的价值,特别是对循环过程中供氧情况,闭锁能力,有无紊流,血管粥样硬化等均能提供有价值的诊断信息。

超声多普勒法诊断心脏过程是这样的:超声振荡器产生一种高频的等幅超声信号,激励发射换能器探头,产生连续不断的超声波,向人体心血管器官发射,当超声波束遇到运动的脏器和血管时,便产生多普勒效应,反射信号就为换能器所接受,就可以根据反射波与发射的频率差异求出血流速度,根据反射波以频率是增大还是减小判定血流方向。

为了使探头容易对准被测血管,通常采用一种板形双叠片探头。

交通警察向行进中的车辆发射频率已知的超声波同时测量反射波的频率,根据反射波的频率变化的多少就能知道车辆的速度。

装有多普勒测速仪的监视器有时就装在路的上方,在测速的同时把车辆牌号拍摄下来,并把测得的速度自动打印在照片上。

多普勒效应也可以用波在介质中传播的衰减理论解释. 波在介质中传播, 会出现频散现象, 随距离增加, 高频向低频移动。

总之,多普勒效应在科学技术上有着广泛的应用。

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