Alevel物理干货：Doppler Effect
多普勒效应(Dopplereffect)(第一讲)
多普勒效应（ Doppler effect）(第一讲)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）；当运动在波源后面时，会产生相反的效应。
波长变得较长，频率变得较低（红移red shift）；波源的速度越水波的多普勒效应高，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。
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。
发现1842年奥地利一位名叫多普勒的数学家、物理学家。
一天，他正路过铁路交叉处，恰逢一列火车从他身旁驰过，他发现火车从远而近时汽笛声变响，音调变尖，而火车从近而远时汽笛声变弱，音调变低。
他对这个物理现象感到极大兴趣，并进行了研究。
发现这是由于振源与观察者之间存在着相对运动，使观察者听到的声音频率不同于振源频率的现象。
这就是频移现象。
因为，声源相对于观测者在运动时，观测者所听到的声音会发生变化。
当声源离观测者而去时，声波的波长增加，音调变得低沉，当声源接近观测者时，声波的波长减小，音调就变高。
音调的变化同声源与观测者间的相对速度和声速的比值有关。
这一比值越大，改变就越显著，后人把它称为“多普勒效应”。
原理多普勒效应指出，波在波源移向观察者时接收频率变高，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。
原子光谱中的Doppler效应及其量子理论解释
原子光谱中的Doppler效应及其量子理论解释商业计划书一、概述本商业计划书旨在探讨原子光谱中的Doppler效应以及其量子理论解释，并提出相关的商业应用和发展计划。
通过研究和应用这一理论，我们将为科学研究、工业制造等领域提供创新的解决方案，推动相关行业的发展。
二、背景介绍Doppler效应是指当光源和观察者相对运动时，光的频率和波长会发生变化。
在原子光谱中，Doppler效应的存在对于原子的光谱分析和研究具有重要意义。
通过观察和分析原子光谱中的Doppler效应，可以获取有关原子的速度、温度等信息，从而深入了解原子的性质和行为。
在传统的Doppler效应理论中，我们通常采用经典物理学的观点来解释。
然而，随着量子力学的发展，人们开始探索用量子理论来解释原子光谱中的Doppler效应。
量子理论的引入不仅可以更准确地描述原子的行为，还可以为相关领域的研究提供新的思路和方法。
三、商业应用1. 科学研究领域通过研究原子光谱中的Doppler效应，我们可以深入了解原子的速度、温度等信息，从而为科学研究提供重要的参考数据。
例如，在天文学领域，通过观察远处星系的光谱中的Doppler效应，可以推测出宇宙的膨胀速度和演化过程。
在物理学领域，通过研究原子的Doppler效应，可以揭示原子的量子行为和性质。
2. 工业制造领域Doppler效应的研究不仅对于科学研究有着重要意义，同时也对工业制造领域具有潜在的商业应用价值。
例如，在激光制造领域，通过利用原子光谱中的Doppler效应，可以实现对材料的高精度加工和控制。
在无损检测领域，通过观察材料表面的Doppler效应，可以检测出材料的缺陷和变形，从而提高产品的质量和可靠性。
四、发展计划1. 研发和创新我们将投入大量资源和人力，致力于原子光谱中Doppler效应的研究和创新。
通过建立实验室和研究团队，我们将不断探索新的理论和方法，提高对原子光谱中Doppler效应的理解和应用。
《多普勒效应》课件
详细描述
多普勒效应在声学、雷达、通信、交通等领域有广泛的应用。在声学领域，多普勒效应用于测量声音的方向和速 度；在雷达领域，多普勒效应用于测量目标的距离和速度；在通信领域，多普勒效应用于移动通信和卫星通信的 信号处理；在交通领域，多普勒效应用于车辆测速和道路监控等。
导航和定位领域的应用
多普勒效应在导航和定位领域也具有重要作用。未来将进一步拓展多普 勒效应在导航和定位领域的应用范围，以提高导航和定位的准确性和可 靠性。
地球科学领域的应用
多普勒效应在地球科学领域的应用前景也非常广阔。未来将进一步探索 多普勒效应在地球科学领域的应用，以推动地球科学的发展和进步。
THANKS
建立更精确的多普勒效应 模型
为了更好地解释实验现象和观测数据，未来 将建立更精确的多普勒效应模型，以提高理
论预测的准确性和可靠性。
多普勒效应的技术创新
要点一
开发高精度测量设备
随着多普勒效应在各个领域的广泛应用，对高精度测量设 备的需求越来越大。未来将致力于开发高精度、高稳定性 的测量设备，以提高多普勒效应的测量精度和可靠性。
实验验证的方法与步骤
实验验证方法：通过对比不同速度下 声波或光波的频率或波长变化，验证
多普勒效应的规律。
实验步骤
1. 确定声波或光波的初始频率或波长 。
2. 改变声源或光源的运动速度，观察 接收到的声波或光波信号的频率或波 长变化。
3. 记录不同速度下的频率或波长数据 ，并进行统计分析。
4. 根据统计分析结果，得出多普勒效 应的规律，验证多普勒效应的基本原 理。
多普勒效应的发现者
总结词
多普勒效应的发现者是奥地利物理学家及数学家克里斯琴·约 翰·多普勒。
多普勒效应
观察 者接 收的 频率
u vo f ' f u
u vo f ' f u
观察者向波源运动 观察者远离波源
二 观察者不动，波源相对介质以速度
vs
运动
2018/12/6
“冲击波”（多普勒效应的一种特殊情况： 物体的移动速度超过振动波的传播速度）
多普勒效应
4、多普勒效应
• 定义：由于波源和观察者互相靠近或者互相远离时， 使观察者接收到的波频率发生变化的现象叫做多普 勒效应。
相对运动与频率的关பைடு நூலகம்：
观察者与波源 接收的频率与波源 发出的频率关系 间相对运动 相对静止 等于 相对靠近 大于
相对远离
小于
多普勒效应的应用：
一 波源不动（波速为u，频率为f、），观察者相对介 质以速度 v 运动
多普勒效应ppt课件
单独传播时引起的位移的矢量和。
知识回顾：
2．波的干涉(1)定义：频率相同、相位差恒定、振动方向相同的
两列波叠加时，某些区域的振动总是加强，某些区域的振动总是
减弱的现象。(2)稳定干涉条件①两列波的频率必须相同。②两
Hale Waihona Puke 个波源的相位差必须保持不变。(3)一切波都能够发生干涉，干
涉是波特有的现象。
一、多普勒效应
底血管的病变。
4.军事应用：脉冲多普勒雷达，多谱勒导航仪
中国的武直19武装直升机
中国的歼20第五代隐身战机
小结：
知识结构导图
练一练：
1.为了理解多普勒效应，可以设想一个抛球的游戏（图 3.5-5）。设想甲
每隔1s向乙抛一个球，如果甲、乙都站着不动，乙每隔1s接到一个球。如
果甲抛球时仍然站着不动，而乙以一定速度向甲运动，这时乙接球的时间
3.5 多普勒效应
目录
CONTENTS
1
多普勒效应
2
多普勒效应的解释
3
多普勒效应的应用
知识回顾：
1．波的叠加
(1)波的独立传播：两列波在彼此相遇并穿过后，仍然保持各自
的运动特征，继续传播。(2)波的叠加原理：几列波相遇时能够
保持各自的运动特征，继续传播，在它们重叠的区域里，介质中
的质点同时参与这几列波引起的振动，质点的位移等于这几列波
二、多普勒效应的解释
2.多普勒效应的实质：
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
的频率增大；如果二者相互远离，观察者接收到的频率减小。
多普勒效应是观察者接收到的波的频率发生了变化，而波源发出
的波的频率并没有改变。
模拟实验：
第4节 多普勒效应
2）频谱幅值 3）频移方向 4）频谱强度
血流彩色显示（伪彩色）
对血流信息给予伪彩色编码（红、蓝、绿）
1）一般用红色表示正向流，即朝向探 头流动
2）一般用蓝色表示反向流，即背离探 头流动
3）速度梯度大小（湍流发生程度）用绿色 表示 正向湍流 — 红、绿色混合，呈黄色 反向湍流 — 蓝、绿色混合，呈青色 绿色混进愈多，湍流发生程度愈大
两者的运动不 在其连线上
仅观察者动 仅波源运动 两者都运动
1. 波源不动，观察者运动 若观察者向波源运动 （v 0）
分析：
a. 相对于观察者，波 的速度 c+v。
b.波源不动，它发出的
波的波长不变。
f
波速 波长
c
v
比较： f c v c v c v f
cT c
2. 当 fd为一定值时， f0越小，所测量的流速 v 越大。
意义：测量高速血流，拟选用低频探头
3. fd与 cos成正比，声束与血流方向平行
时，多普勒频移为最大值，随着两者夹角 的增大， fd逐渐减小。所以，在进行超声 多普勒检查时，为获取最大的频移信号， 应使超声束和血流方向尽可能平行。但这 样一来又增加了衰减损耗，因此实际应用
另外，为获取最大的频移信号，应使超声束 和血流方向尽可能平行。但这样一来又增加了衰
减损耗，因此实际应用中常取 450。
3. 血流速度大小的提取
v fdc
2 f0 cos
在实际检查时，探头频率f0已经选定则不 再改变，声速c在人体中亦为定值。因此， f0 和c可视为常数，用K表示。
高中物理波动现象中的多普勒效应
高中物理波动现象中的多普勒效应在我们的日常生活中，常常会遇到各种各样的声音和波动现象。
比如，当一辆救护车疾驰而过时，我们会听到其警笛声的音调发生变化；当我们站在铁路旁，听到火车驶近和远离时的声音也有所不同。
这些现象背后的原理就是多普勒效应。
在高中物理的学习中，多普勒效应是一个重要且有趣的知识点。
多普勒效应是指当波源和观察者之间存在相对运动时，观察者接收到的波的频率会发生变化的现象。
为了更好地理解这一概念，我们先来了解一下波的频率。
波的频率是指单位时间内波完成周期性变化的次数。
对于声波来说，频率决定了声音的音调，频率越高，音调越高；频率越低，音调越低。
想象一下，有一个静止的声源正在持续发出稳定频率的声波。
此时，在声源周围静止的观察者所接收到的声波频率与声源发出的频率是相同的。
但如果声源开始移动，情况就会发生变化。
当声源朝着观察者移动时，在相同的时间内，观察者接收到的波峰和波谷的数量会增加，这就导致观察者接收到的频率升高，听到的声音音调变高。
相反，当声源远离观察者移动时，观察者在相同时间内接收到的波峰和波谷数量减少，频率降低，听到的声音音调变低。
多普勒效应不仅仅适用于声波，对于其他类型的波，如电磁波，同样适用。
例如，天文学家通过观测恒星发出的光的频率变化，可以判断恒星是在靠近还是远离我们，从而了解宇宙的膨胀情况。
在实际生活中，多普勒效应有许多应用。
比如交通领域，警察常用的测速雷达就是基于多普勒效应工作的。
雷达向行驶中的车辆发射电磁波，通过接收反射回来的电磁波频率的变化，来计算车辆的速度。
在医学领域，多普勒超声技术被广泛应用于检测血流速度。
通过向血管内发射超声波，并分析反射回来的超声波频率的变化，可以确定血液的流动速度和方向，帮助医生诊断心血管疾病。
在天文学中，如前面提到的，通过观测星系发出的光的多普勒效应，科学家能够研究星系的运动和宇宙的演化。
从数学角度来看，多普勒效应的频率变化可以通过一个公式来计算。
第12讲 多普勒效应
高，反之波源与观察者相互远离时，感觉到的频率 较低。
例题、火车以20m/s的速度行驶，若机车汽笛的频率 为500Hz，问：（1）一静止观察者在机车前和机车 后所听到的声音频率各为多少？（2）设另有一列火 车上有乘客，当该列火车以10m/s的速度驶近或驶离 第一列火车，乘客听到的声音频率各为多少？（已 知空气中声波的速率为340m/s。
二、观察者静止，波源以速度vs相对媒质运动
uT vsT (u vs )T
u u (u vs )T u u vs
S
u
v sT
S’
B
u u vs
三、观察者和波源同时运动
u vo u vs
结论：波源与观察者相互接近时，感觉到的频率较
声速的倍数
u vo ( ) u vs
冲击波
F-14
F-18
讨论题： 1、高速飞机尾部的“云”是如何形成的？ 2、多普勒效应有那些应用与危害？ 机械波 电磁波
u vo ( ) u vs
卓越的美国物理学家 勒 ·伏特 很幽默，
有一天
电磁波的多普勒效应？
S
vs vo
机械波的多普勒效应计算公式：
u vo ( ) u vs
“相互接近” —— vo 、vs 为正值 “相互远离” —— vo 、vs 为负值
机械波的多普勒效应计算公式：
？
u vo ( ) u vsBiblioteka 波源的速度大于或等于波速：
马赫 —— 速度单位
光和声的多普勒效应
有何不同？
纵向多普勒效应
谢谢！
解：
u 340 500 前 531Hz u vs 340 20
多普勒效应(Dopplereffect)(第一讲)
多普勒效应（ Doppler effect）(第一讲)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）；当运动在波源后面时，会产生相反的效应。
波长变得较长，频率变得较低（红移red shift）；波源的速度越水波的多普勒效应高，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。
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。
发现1842年奥地利一位名叫多普勒的数学家、物理学家。
一天，他正路过铁路交叉处，恰逢一列火车从他身旁驰过，他发现火车从远而近时汽笛声变响，音调变尖，而火车从近而远时汽笛声变弱，音调变低。
他对这个物理现象感到极大兴趣，并进行了研究。
发现这是由于振源与观察者之间存在着相对运动，使观察者听到的声音频率不同于振源频率的现象。
这就是频移现象。
因为，声源相对于观测者在运动时，观测者所听到的声音会发生变化。
当声源离观测者而去时，声波的波长增加，音调变得低沉，当声源接近观测者时，声波的波长减小，音调就变高。
音调的变化同声源与观测者间的相对速度和声速的比值有关。
这一比值越大，改变就越显著，后人把它称为“多普勒效应”。
原理多普勒效应指出，波在波源移向观察者时接收频率变高，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。
多普勒效应
VR
则 R
u
V
R
频率
u V R S 结果 R u
•R 远离 S
uV R R S u
频率
9
归纳：
V 0V 0 S R
VR
S
R
u V R R S •R 迎着源 S u
uV R R S •R 远离源 S u
由于波源不动
所以介质中的波长不变
VR
相当于改变了波的传播速度
10
第三种情况：
VS
S
R
V 0V 0 R S
•S 迎着 R
由 VR 0
R
S
S
P
uT S
S 静止
11
VSTS
S
S
VSTS
P
uT S
S 静止
介质中波长变为
uT V T S S S
R
u R S u VS
u u (u VS )TS
17
形成的锥叫马赫锥
u sin VS
V u
S
uΔ t
马赫锥
—马赫数
S VS
· · · ··
VS Δt
冲击波带
18
对超音速飞机的最小 飞行高度要有一定限制
超音速的子弹 在空气中形成 的激波 （马赫数为2 ）
19
电磁激波 —切连柯夫辐射 (Cherenkov radiation)：
§7 多普勒效应
一、关于 u 二、机械波的多普勒效应 三、需要说明的问题
1
多普勒效应 由于波源、探测器的相对运动而引起探 测的频率与波源发射的频率不等的现象
大学物理课件多普勒效应
1）波源与观察者均相对媒质静止
'
u
u uTS
S
波源振动的频率
观察者
启示：
接收的频率就是 接收者单位时间内 u 接收到的波的个数
t时刻的波阵面 t+1秒时刻的波阵面
2）波源不动，观察者以速度 VO 相对媒质运动
A）观察者朝向波源运动 ' u Vo
u Vo
uTS
(1
Vo u
)
S
VO u
t时刻的波阵面
§多普勒效应（Doppler Effect）
多普勒效应---因波源或观察者相对波传播 的介质运动，致使观察者接收的波的 频率发生变化的现象。
多普勒效应的定量研究
VS
Su 波源
VO
观察者
O '
a
设波相对介质的速度为u，
波源的速度为VS
观察者速度：VO
周期频率分别为 TS . S 接收者接收到的频率 '
S
Vo
t时刻的波阵面 u
…….(6) t+1秒时刻 接收频率 的波阵面 降低了！
公式归一：
'
u (u
Vo VS
)
S
其中：波源静止 VS
0
' ('1uVVቤተ መጻሕፍቲ ባይዱuS1ou))VSS SVO
观察者静止VO 0
(3)
二者相互靠近 VS .VO取正值代入
二者相互远离 VS .VO 取负值代入。
注意：默认的前题：VS u,Vo u
VST '
u
u VS
S
(3)
u t时刻的波阵面
t+1秒时刻 接收频率 的波阵面 增高了！
5.多普勒效应
多普勒效应模拟
1、观察者静止不动，数 经过的队伍中的人数， 每分钟假设有30个人经 过。
2、当观察者逆着队伍行 走时，数经过的队伍中 的人数，每分钟将大于 30个人经过。 3、当观察者与队伍同向 行走且速度比队伍的小 时，数经过的队伍中的 人数，每分钟将小于30 个人经过。 7
v测=0
v测
2014-3-28
v测
多普勒效应的成因
1、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。 2、观察者听到的声音的音调，是观察者接收 到的频率，即单位时间内接收到的完全波的 个数。 3、由于相对运动，声 源的频率没有变化， 而是观察者接收到的 频率发生了变化。 2014-3-28 8
2014-3-28
1
思考与讨论
当奔驰的列车向你驶来，并经过你的身 旁，而后又离开你驶向远方，在这一过程中， 你有没有注意到你耳朵中听到的列车的鸣笛 声有什么特殊的现象？
2014-3-28
2
生活中的特殊现象
列车靠近时，鸣笛声越来越尖锐； 列车远离时，鸣笛声越来越低吟。是 不是列车的扩音器的频率本身发生了 变化？
ห้องสมุดไป่ตู้
究竟运动和频率的关系如何？
波源的运动 观察者运动 情况 情况
★ ★
频率的关系
波源静止
观察者静止
等于 大于 小于
大于
波 源 的 频 率
观察者朝着 观 波源静止 波源运动 察 ★ 观察者远离 者 波源静止 波源运动 接 收 ★ 波源朝着观 观察者静止 频 察者运动 率 ★ 波源远离观 观察者静止 察者运动
10
规律：
当波源与观察者有 相对运动时，如 果二者相互接近， 观察者接收到的 频率增大；如果 二者远离，观察 者接收到的频率 减小．
物理
vR = 5m 靠近, /s
人听到的频率为: 人听到的频率为
νS =1500Hz
u = 330m /s vS = −20m 远离. /s
u +vR 330 + 5 νR = νS = ×1500 =1436 (Hz) u −vS 330 + 20
人听到的频率为: 人听到的频率为
u ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱvR 330 + 5 νR = νS = ×1500 =1436 (Hz) u −vS 330 + 20 警笛后方波长变长, 警笛后方波长变长 u S,vS < 0 νW,R = ν 媒质振动频率: 媒质振动频率 u −v S 330 νW = ×1500 =1414 (Hz) 330 + 20 u 330 = = 0.233 ) (m 空气中波长: 空气中波长 λW = νW 1414 330 u 波源相对静止时 λW' = = = 0.220 ) (m 空气中波长: 空气中波长 νS 1500
u + vR u + vR ( u + vR) νR = = u νw = u νW λ
νw =νs
u +vR ∴ R = ν ν W,S u
观察者远离波源时，观察者接收的频率为: 观察者远离波源时，观察者接收的频率为 远离波源时
波源不动，观察者运动时 波源不动，观察者运动时,νW=νs.
§7.11 多普勒效应 多普勒效应(Doppler effect) 多普勒效应: 多普勒效应 波源或接收器相对媒质运动 相对媒质运动, 因波源或接收器相对媒质运动 接收器 接收到波的频率有所变化的现象. 变化的现象 接收到波的频率有所变化的现象 假定：波源和观察者的运动在两者的连线上 假定：
高中物理人教版多普勒效应共33页
31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克
高中物理人教版多普勒效应
36、“不可能”这个字(法语是一个字 )，只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气 动。 38、勤奋，机会，乐观是成功的三要 素。(注 意：传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素，但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出，乐 观是成 功的第 三要素 。
什么是多普勒效应
什么是多普勒效应
多普勒效应是一种物理现象，描述了当光源或声源相对于观察者发生相对运动时，观察者所感知到的频率或波长的变化。
多普勒效应分为多普勒频移和多普勒波长变化两种形式，分别用于描述光学和声学的情况。
多普勒频移（Doppler Frequency Shift）：
1. 光学多普勒效应：
•描述：当光源或观察者相对于彼此运动时，观察者测量到的光频率会有所改变。
•频率变化：如果光源和观察者相向运动，光频率升高（蓝移）；如果它们远离彼此，光频率降低（红移）。
•应用：光学多普勒效应在天文学中广泛应用，用于测量星体的运动速度和方向。
多普勒波长变化（Doppler Wavelength Shift）：
1. 声学多普勒效应：
•描述：当声源或听者相对于彼此运动时，听者感知到的声音波长会发生变化。
•波长变化：声源和听者相向运动时，听者感知到的声音波长缩短；相远离运动时，波长延长。
•应用：声学多普勒效应在实际生活中广泛应用，例如警车、救护车的声音变化。
数学表达：
多普勒效应的数学表达式取决于具体情境，但一般可以用下面的公式来表示频率变化：
f′=v∓vsf(v±v0)
其中：
•f′ 是观察者测量到的频率，
• f 是光源或声源的固有频率，
• v 是波在介质中的传播速度，
• v0 是观察者相对于介质的速度（正表示远离，负表示相向运动），
• vs 是光源或声源相对于介质的速度（正表示远离，负表示相向运动）。
多普勒效应的重要性在于它使我们能够测量和理解运动物体的速度，同时也应用于通信、雷达技术等领域。
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Alevel物理干货：Doppler Effect
多普勒效应（Doppler Effect）这个名字也许唬住了很多学生，其实这是一个在我们日常生活中经常会见到的现象。
当一个声源面向我们靠近的时候，我们听到的声音越来越高；反之，当声源渐渐远离我们，我们听到的声音就会越来越低。
回想一下，一辆救护车或者警车不断尖叫着向你驶来的场景，应该会很容易理解这个现象。
但就是这么一个简单的事情，引起了物理学家多普勒的兴趣，他对此研究发展出了自己的一套理论。
另外，体检过的学生一定都对彩超机器不陌生，实际上，彩超所应用的原理也是多普勒效应。
所以说，多普勒效应与我们的生活息息相关。
我们的生活中充满了这样那样的原理，虽然我们并不掌握这些原理，但并不影响我们的正常活动。
举个简单的例子，每个人都有手机，手机上下载了各种各样的APP，没有几个人真正了解APP应用的原理，但这并不妨碍我们使用手机。
因此人们觉得对这些原理了解与否，并没有什么实质性的改变。
其实不然，当你对一个原理了解越多的时候，你就会“活得明白”，而且还能增加一些小小的乐趣。
要了解多普勒效应，首先需要知道多普勒是谁？
多普勒全名克里斯琴·约翰·多普勒，1803年出生于奥地利的萨尔茨堡。
克里斯琴·多普勒家族并非科学世家，他们家族经营石匠生意，而按照家族的传统多普勒则理所当然成了生意的接班人。
但是多普勒从小体弱多病，这使得他免于承担生意生的重任。
试想一下，如果多普勒当时继承家族生意，那么世界上就会多一个毫不显眼的石匠商人，而少了一颗璀璨的科学明珠。
多普勒肖像图
多普勒并非一开始就从事物理学研究，1829年他毕业于维也纳大学，被任命为高等数学和力学教授的助理，在这段时间他发表了几篇论文。
但四年之后，他不知想起什么又跑到一家工厂当会计，之后又来到布拉克一所技术中学担任老师，同时还在布拉格理工学院任着兼职讲师。
1841年，教学出色的多普勒得到扶正，成为了理工学院的数学教授。
科学家的灵感有时候比小说家的灵感来的更加写意和传奇，巧合到无以复加，比如砸中牛顿的苹果，梦见咬住自己尾巴的蛇的门捷列夫。
多普勒研究多普勒效应的灵感虽然没有苹果和蛇那么闻名，但同样有趣。
那天是休息日，多普勒带孩子出去玩。
布拉格理工学院附近有一条铁路，多普勒就带孩子去那里散步。
孩子们看着一列火车从远处开来，再呼啸而去，拍手叫好。
多普勒却被这个现象给迷惑了，他在想为什么火车在靠近时笛声越来越刺耳，在火车通过他们之后，声调骤然降低。
随着火车快速地远去，笛声响度则逐渐变弱，直到消失。
换作常人，不会觉得这有什么稀奇。
自然是发声的物体距离我们越近，声音越响亮啊。
这似乎没有什么值得关注和研究的。
但就是这个再平常不过的现象吸引了多普勒的注意，笛声声调变化的原理是什么呢？他一直想着这个问题，都忘了自己是带孩子出来玩，到天黑才回家。
后来，多普勒一直潜心研究这种现象，他发现这是由于振源与观察者之间存在着相对运动，使观察者听到的声音频率不同于振源频率的现象。
这就是著名的频移现象。
声源和观测者存在着相对运动，当声源离观测者而去时，声波的波长增加，音调降低，当声源接近观测者时，声波的波长减小，音调升高。
音调的变化同声源与观测者间的相对速度和声速的比值有关。
这一比值越大，改变就越明显，这就是多普勒效应的定义。
彩超应用就是多普勒效应的原理
多普勒经过更加细入的研究发现声源完成一次全振动时会向外发出一个固定波长的波，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。
观察者听到的声音音调，就是观察者接收到的频率，即单位时间接收到的完全波的个数。
当波源和观察者有相对运动时，完全波的个数也会相应的增多或者减少，因此声音的大小就会发生改变。
到这里，多普勒彻底研究清楚了声源和观测者之间的关系，并得出一个公式来进行计算。
但是多普勒虽然得出了结论，却没有来及实际验证。
这个研究并非他的本职工作，不像今天的科研人员，在基金的资助下，只需要做实验就可以了。
因为多普勒效应的发现，他后来被委任为维也纳大学物理学院第一任院长。
从此工作越来越繁忙，加上他的身体抱恙，使得他腾不出精力来完善自己的研究。
这之后没多久，多普勒就在意大利的威尼斯去世。
那一年，他刚刚49岁。
红移和蓝移（Red Shift &Blue Shift）
多普勒效应的应用范围之广超乎人们的想象，文章开始提到一辆向我们驶来的救护车笛声的改变只是多普勒效应小小的展示。
多普勒效应不仅仅适用于声波，它也适用于所有类型的波。
美国天文学家哈勃发现远离银河系的天体发射的光线频率变低，即移向光谱的红端，他将这种现象称为红移，天体离开银河系的速度越快红移越大，这说明这些天体在远离银河系。
这也是多普勒效应的一种应用。
通过多普勒效应，哈勃得出了宇宙正在膨胀的结论。
天文学家观察到遥远星体光谱的红移现象，可以计算出星体与地球的相对速度。
我们生活中经常可以见到移动信号基站，这些基站为手机发送信号，以完成人们通话和上网得需求。
要知道移动信号基站的建设也考虑到了多普勒效应。
警方可用雷达侦测车速，也是多普勒效应的应用之一。
所以说，看似跟我们似乎毫不相关的多普勒效应实际上影响着我们每一天的生活，还有我们的宇宙。