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当观测者运动可以曳引周围的媒质时 对多普勒现象和波行差现象的影响
.......经过这么长时间的讨论,基本上有了一个初步的共识,即机械波的多普勒现象和波行差现象都是相对效应,与波源和观测者究竟谁在真正相对媒质运动没有关系。果真如此吗? ......下面我们就分几种情况分别探讨一下:
........以空气中声波(波速为C)为例,分两种情况对比,1、观测者在空气中以速度V运动(即观测者不曳引空气),2、观测者开着封闭但不隔音的汽车以速度V运动(即观测者曳引空气)。对比情况如下: 测量项目.......不曳引媒质时.......曳引媒质时.......对比结果 波速大小...........C-V ...................C ..............不同 波速方向............不变 ...............不变 ..............相同 波的频率............改变.................改变.........改变幅度相同 .......通过上述比较我们发现,两种情况下,虽然测量到的波速大小不同,但测量的频率是相同的,与波源的频率比较都改变了相同的幅度,即两种情况下的多普勒频移完全一样。
.......以空气中声波(波速为C)为例,分两种情况对比,1、观测者在空气中以速度V运动(即观测者不曳引空气),2、观测者开着封闭但不隔音的汽车以速度V运动(即观测者曳引空气)。对比情况如下: 测量项目......不曳引媒质时........曳引媒质时..........对比结果 波速大小............C-V ................. C...................不同 波速方向......改变tanθ=v/C.......改变sinθ=v/C ...改变幅度不同 波的频率 ............不变 ...............不知道..............不知道 .......通过上述比较我们发现,两种情况下的波行差居然是不一样的,看来我以前信誓旦旦说的“多普勒现象和波行差现象都是相对效应”应该反思了。因为当观测者运动不能曳引媒质时,波源运动时的波行差是sinθ=v/C,而观测者运动时的波行差是tanθ=v/C,两者并不能完全等效(不过好在当V远小于C时,俩公式的差距几乎为0)。 ..........再看看"横向运动时"观测者运动曳引媒质时的情况,波行差是sinθ=v/C,波的频率是否改变呢?我现在还无力研究,如果存在频率变化的话,这是否就是传说中的"横向多普勒效应"呢?如果是的话,这种情况下,不论是波行差效应(sinθ=v/C)还是多普勒效应就与相对论完全一致了。希望感兴趣的朋友进一步研究! ※※※※※※ 流水和气流不会改变其中超声波束的传播方向——动煤质波动理论呼之欲出! |