各位帮看看是否正确,我还有点拿不准,
这个大概叫做“反射频移器”的装置很简单,如下图:
反射器┃<------波源
┃---------------------->┃频率计
这三样东东安装固定在一块底板上,成为一体,
先假设是声波的情况,
声源的“固有波长”是L,
“频移器”以速度v相对空气运动,
空气相对地面静止,不跟随该装置一起运动,
假设v的方向向右,与反射波的方向一致,
显然由于波源运动的方向与波传播方向相反,使得波长变长,
而反射器也与波传播方向相反,所以接收到的波长不变,
而且把这个不变的波长L向频率计反射过去,
可是频率计(听者)正在以速度v运动,
结果频率计接收到的波长L'相对“固有波长”L变长了?频率降低了:
L'=L/(1-v/U)
f'=f(1-v/U)
就是说,反射器起到了一个“波长还原”的作用,
这个被还原了的“固有波长”L被运动的频率计(听者)接收到了,
结果就出现了“反射多普勒效应”?
其特点是:波源、反射器、听者之间并没有相对运动,
只是要求该装置是“漏空”的---允许波介质(空气)自由出入,
不知我的分析是否正确?
如果这个现象成立,就可以作出一种很有用的多普勒装置,
当然在大气中可以测量运动系统相对空气的运动速度v,
在太空中或许可以用来测量飞船相对以太的运动速度v,
这样就可能可以用来测量、判断出光介质以太的运动状态?
我大概计算了一下,
对于声波,很容易验证,
对于微波,也有可能验证,而且比较具有可行性,
对激光脉冲波,关键是如何提高调制频率的问题,
对可见光波,目前看还难了一点,计算如下:
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声速U=350 (米/秒)
超声波频率f=40 000 (Hz)
波长L=350/40000= 0.00875 (米)=8.75 (毫米)
观察者速度v=5 (米/秒)=18 公里/小时
f'=f(1+v/U)=40000[1+(5/350)]=39428(Hz)
Δf=40000-39428= 571(Hz)
这是一般3-4位的万用表都能测出的频率变化,
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微波:
假设微波的频率f=30 000 000 000=30(GM)
飞机的速度是v=200米/秒=0.57马赫
(波长为L=c/f=3e8/3e10=0.01米,所以波程只要大于1cm就可以了)
f'=f[1+(v/c)]
=30 000 000 000[1+(200/300000000)]=30 000 020 000(赫兹)
可以观察到大约2兆赫的频率变化量,估计也可以测到了,
(还要看发射频率的稳定度了,稳定度一般是百万分之一赫兹)
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激光脉冲波:
现在激光脉冲波的“调制频率”一般是数兆级,
个别有到达10兆赫的,这样波长太长,
那么需要的光程也就太长,还不太实际,
只有期激光待调制频率有新的突破,
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激光:
假设飞行器是第二宇宙速度v=10000 米/秒
激光的波长L=640纳米=640*10^-9 米,
则频率为:
f=c/L=3e8/640e-9=468 750 000 000 000 (赫)
f'=f[1+(v/c)]
=4.6875 e14[1+(10000/3 e8)] = 468765625000000
Δf=f-f'= 468765625000000 - 468750000000000 = 15625000000(赫)
L'=c/f'=3e8/468765625000000=639.9786673 e-9
ΔL=L-L'=640 e-9 - 639.9786673 e-9 = 21.3326222459 e-12 (米)=0.012纳米
这对于现有的光波长计测量精度来说是难测了一点,
现在波长计的精度一般在0.1-0.001纳米之间,