波的速度怎麼求
理解波的多普勒效應
一、波的多普勒效應:當波源和觀察者發生相對運動時,觀察者觀察到波的頻率發生改變的現象。
當觀察者靜止,波源也靜止時,觀察者測得的波的頻率
f
測
=f
波源
當觀察者靜止,波源向觀察者靠近時,觀察者測得的波的頻率
f
測
>f
波源
當觀察者靜止,波源遠離觀察者時,觀察者測得的波的頻率
f
測
波源 反過來: 當波源靜止,觀察者向波源靠近時,觀察者測得的波的頻率 f 測 >f 波源 當波源靜止,觀察者遠離波源時,觀察者測得的波的頻率 f 測 波源 下面我們看看為什麼會這樣。 二、先明確幾個物理量: 波源的頻率:單位時間內波源發出的完全波的個數,波源的頻率即是波源振動的頻率 觀察者接收到的波的頻率:觀察者在單位時間內 接收到 的完全波的個數 當觀察者靜止,波源也靜止時,如圖所示: 紅色的波為觀察者接收到的波 當觀察者靠近波源,而波源靜止時, 單位時間內,觀察者接收到的完全波的個數增大,即觀察者接收到的波的頻率增大,但波源的頻率不變。 三、深入分析當波源運動時的情況: 1、如圖所示,左上圖中,波源靜止時,波源發生一次全振動將會向左發出一個完全波,波源完成 N 次全振動就向左發出 N 個完全波 2、如圖所示,左下圖中,波源向左運動,波源發生一次全振動將會向左發出一個完全波,波依舊到達圖中所示的位置。 原因在於,在同種均勻介質中,同種性質的波的傳播速度是定值;波的傳播是振動形式的傳播,也是能量的傳播。 由左下圖,我們發現,由於波源向左運動,從而波的波長變小,由公式 v 波 = λ f 波 得出 f 波 變大。 反之,當波源向右運動時,波源左邊的波的頻率變小。 四、紅移和藍移現象 當波源和觀察者發生相對運動時,會發生多普勒效應。 對宇宙星空中的恆星進行觀察時會發現恆星的紅移和藍移現象。 如圖所示,當恆星 A 向地球靠近或遠離時,觀察到恆星 A 的光譜的譜線發生藍移和紅移現象。 寫到這裡就忽然感覺學點物理還很有用!