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多普勒效应中的一个问题
[楼主] 作者:混天下第一  发表时间:2011/11/24 18:47
点击:492次

实验研究表明:对于确定的介质,波的传播速度V是一个定值。所以,当波在某一确定的介质中传播时,它的波长λ与它的周期成正比(与频率成反比)。即波的频率越高,周期越小,其波长越短;反之,波的频率越低,周期越大,其波长越长。下面我们就结合以上的背景知识一起来探究一下有关光的多谱勒效应:

假设有个光源每隔时间T发出一个波列,即光源的周期为T。如图,当它静止时相邻两个波列时间间隔为 T,距离间隔为 λ=cT

式中c表示光速。

当光源以速度V离开观察者时,在每两个相邻的波列之间的时间里光源移动的距离为VT,于是下一个波峰到达观察者所需的时间便增加了VT/c,所以,相邻的两个波峰到达观察者那里所需的时间就为:

T'=T+VT/c>T

即这时相对于观察者而言,光波的周期变长了,频率变低了。根据上面关于频率于光色之间的关系可知,次光的颜色会向红光偏移。物理学上,把这一现象称为红移。
-------摘自《小老鼠的博客》

文中a对于确定的介质,波的传播速度V是一个定值。所以,当波在某一确定的介质中传播时,它的波长λ与它的周期成正比(与频率成反比)。即波的频率越高,周期越小,其波长越短;反之,波的频率越低,周期越大,其波长越长。b  相对于观察者而言,光波的周期变长了,频率变低了。大概一看没问题,仔细一想就不对了。对于观察者而言,频率变小了,周长就变长了?首先a说的是光的传播,b说的是光的接受。在传播过程中,一定的频率对应一定的波长。在传播过程中频率始终没变。观察者接收到波的时候,波在介质中的传播也没有变。所以此处不适合用v=频率乘以波长,得出频率变时,波长改变。对于观察者言,一个波长的波,在观察者吸收时,也是不变的,变得是对这个波的接受时间。由此我们说频率变了。难道我们能说这个频率变了,根据波在介质中的传播速度是一定值,得出观察者看到的波长变化了?(光源静止,观察者运动的情况。)光源静止,观察者运动时,变得只是频率,波长不变。速度变化。

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