簡單演示多普勒效應

今天爲大家來演示多普勒效應 當聲源靠近觀察者時 音調升高 遠離觀察者時 音調明顯降低 但是當觀察者與聲源相對靜止時 則觀察不到多普勒效應 多普勒效應是波的一種特徵性現象 也可描述爲靠近觀察者波長變短 遠離觀察者波長變長 不僅聲波具有多普勒效應 光和其他電磁波也具有多普勒效應 聲音頻率的變化表現爲音調的變化 而光的頻率變化則表現爲光的顏色發生變化 當光源靠近觀察者時 波長被壓縮 頻率升高 當光源遠離觀察者時 波長被拉長 對應的頻率降低 恆星大氣層當中包含有大量的氫元素 當一顆恆星靠近我們時 它發出的光會變得更藍一些 這種現象稱爲藍移 反之 當恆星遠離我們時 對應的氫原子吸收譜線也會向光譜紅色端移動 稱爲紅移 這樣一來 科學家就可以通過恆星譜線的這種紅移和藍移來判斷一顆天體是在靠近我們還是遠離我們 類似的 當一顆恆星周圍存在一顆較大的行星圍繞時 由於行星的引力攝動也會導致恆星靠近或者遠離觀察者 反而看上去一會更紅 一會更藍 這種現象也成爲科學家尋找地外行星的一種重要方法 下面我爲大家演示多普勒效應 我們用到的工具呢 有一個音箱 先把這個音箱開機 聲音放的最大 然後把它的這個掛繩連到另外一根尼龍帶子上 我現在給它先連上藍牙 好了 已經連上了 我把聲音放的最大 好了 下面打開一個音頻發聲器 讓它發出一個固定的音頻 音頻是相對來說固定的 可是如果當這個聲源相對你發生運動的時候 它一會會用這個繩子 甩着這個音箱轉起來 大家一會可以觀察一下 當音箱靠近你和遠離你的時候 它的這個頻率有什麼變化 音調靠近遠離 靠近遠離 靠近遠離 我現在再改變頻率了 再來驗證一下 這就是多普勒效應 同樣道理 天文學家通過對遙遠星系的光譜分析 也可以判斷出 這些星系是在靠近我們 還是遠離我們 如果星系靠近我們 則會出現藍異 反之 如果星系在遠離我們的話 纔會看到譜線向光譜紅色段移動 即光譜出現紅異 現在經過太空望遠鏡的觀察 發現所有的遙遠星系 它的譜線都在向着光譜紅色段移動 也就是說 所有的星系都在遠離我們 而且這種遠離有加速的趨勢 這一現象說明了 我們的宇宙正在加速膨脹 而如果反過來想 以前的宇宙則比現在更小 有此人們得出了著名的大爆炸理論 宇宙當中的所有物質和能量都來自於一次遠古時代的超級大爆炸 原來曾經我們彼此真的曾經離的那麼近 好了 我們今天的物理小課堂就到這裏吧