多普勒原理在超声波流量测量领域的应用

时间:2021-10-01 16:30 作者:亚博全站官方登陆
本文摘要:多普勒效应是澳大利亚物理学家、数学家多普勒1842年首先从运动着的倾听源中找到的现象: 让我们来首先理解一下多普勒效应。在日常生活中,我们都会有这种经验:当一列兜着汽笛的火车向某观察者驶向时,他不会找到火车汽笛的声调由低变低;当火车靠近时,声调则由低变短。为什么不会再次发生这种现象呢?这是因为声调的强弱是由声波振动频率的有所不同要求的,如果频率低,声调听得一起就低;反之声调听得一起就较低。 这种现象称作多普勒效应。

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多普勒效应是澳大利亚物理学家、数学家多普勒1842年首先从运动着的倾听源中找到的现象:  让我们来首先理解一下多普勒效应。在日常生活中,我们都会有这种经验:当一列兜着汽笛的火车向某观察者驶向时,他不会找到火车汽笛的声调由低变低;当火车靠近时,声调则由低变短。为什么不会再次发生这种现象呢?这是因为声调的强弱是由声波振动频率的有所不同要求的,如果频率低,声调听得一起就低;反之声调听得一起就较低。

这种现象称作多普勒效应。    多普勒效应是指物体电磁辐射的波长因为光源和观测者的相对运动而产生变化,在运动的波源前面,波被传输,波长显得较短,频率显得较高,在运动的波源后面,产生忽略的效应,波长显得较长,频率显得较低,波源的速度越高,所产生的效应越大,根据光波白/蓝移的程度,可以计算出来出有波源循着观测方向运动的速度,恒星光谱线的偏移表明恒星循着观测方向运动的速度,这种现象称作多普勒效应。

  多普勒效应某种程度限于于声波,它也限于于所有类型的波,还包括光波、电磁波。科学家EdwinHubble用于多普勒效应得出结论宇宙正在收缩的结论。

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他找到远处银河系的光线频率在变高,即横过光谱的红端。这就是红色多普勒频移,或称之为白后移。若银河系于是以横过他,光线就沦为蓝移。

  一、声波的多普勒效应  在日常生活中,我们都会有这种经验:当一列兜着汽笛的火车经过某观察者时,他不会找到火车汽笛的声调由低变短。为什么不会再次发生这种现象呢?这是因为声调的强弱是由声波振动频率的有所不同要求的,如果频率低,声调听得一起就低;反之声调听得一起就较低。这种现象称作多普勒效应,它是用发现者克里斯蒂安多普勒(ChristianDoppler,1803-1853)的名字命名的,多普勒是奥地利物理学家和数学家。他于1842年首先找到了这种效应。

为了解读这一现象,就必须实地考察火车以恒定速度驶向时,汽笛收到的声波在传播时的规律。其结果是声波的波长延长,好象波被传输了。

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因此,在一定时间间隔内传播的波数就减少了,这就是观察者为什么不会感受到声调变高的原因;忽略,当火车驶往远方时,声波的波长逆大,好象波被剪切了。因此,声音听得一起就变得沙哑。定量分析获得f1=(u+v0)/(u-vs)f,其中vs为波源相对于介质的速度,v0为观察者相对于介质的速度,f回应波源的固有频率,u回应波在惯性介质中的传播速度。当观察者朝波源运动时,v0取正号;当观察者背离波源(即顺着波源)运动时,v0所取负号。

当波源朝观察者运动时vs前面所取负号;前波源背离观察者运动时vs取正号。从上式易知,当观察者与声源互相附近时,f1>f;当观察者与声源互相靠近时,f1<f。


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