都卜勒效應,原來竟如此「有趣」?

2021-01-13 Alevel與AP及IB輔導中心

大家還記得以前我們講過的「紅移」和「藍移」嗎？不記得沒關係，今天再給大家重溫一下！

都卜勒效應中，紅移和藍移是非常有意思的物理學現象，在物理學和天文學中，是指物體電磁輻射由於某種原因，波長增加或者減小的現象。

當紅移時，光譜的譜線朝紅端移動一段距離，即波長變長，頻率降低；

當藍移時，光譜的譜線朝藍端移動一段距離，即波長變短，頻率升高。

例如，一顆恆星向你靠近，它發出的光波將像手風琴一樣壓縮，於是它的波長會變短，原本黃色的恆星看起來就會有些發藍，同樣一顆恆星離你遠去，它的光波會伸展，波長變短，顏色就會看起來有些發紅。

那究竟為什麼會產生這種效應呢？言簡意賅的說就是波相對於觀察者產生移動的時候，觀察者接收到波的頻率發生改變所造成的。

在As階段，我們知道這部分是波（Wave）考察的一個重要知識點，但這並不是唯一的考點，在A2部分的Astrophysics中，涉及到恆星，星系光譜的移動，也會和都卜勒效應結合在一起。

其實紅移總共分3種：

1、都卜勒紅移

2、引力紅移

3、宇宙學紅移

拋開那兩種不講，僅都卜勒效應一種，就需要我們好好去了解它。

在現實生活中，紅移和藍移最常見的地方為：站在街道旁邊聽來往車輛的行駛。

從中我們會發現，當汽車靠近我們的時候，我們聽到的聲音越來越尖銳，而當汽車遠離我們的時候，我們聽到的聲音變得越來越低沉。

所以說，看似跟我們似乎毫不相關的都卜勒效應實際上影響著我們每一天的生活，在考試中同學們注意，以讓分析，如果產生了紅移，那麼觀察者觀察到的光源在遠離，還是靠近，同理藍移產生，觀察者觀察到的光源是在靠近。

如果你想了解更多關於「都卜勒效應」的知識點，本周六就來A加未來線上直播課，資深的Alevel物理老師將帶你更深度了解一下都卜勒效應的「魅力所在」。


白老師

A加未來金牌教師/工程學碩士

美國德拉瓦大學工程學碩士，雅思高分獲得者，7年雅思託福，國際課程一線教學，超5000小時授課，某大型機構2015-2017年客服滿意度最高講師；主持編纂國際和語言課程叢書，發表《雅思口語必備詞彙》和《雅思口語真題集》。2016年「百所高校留學校園」巡講主理人（中國人民大學，北京第二外國語大學，北京化工大學，河北工業大學）參與權威IBT評分細則評定，SCI學術論文發表者。 主授科目：數學、物理 


課程時間

2020-11-07（星期六）19:00


課程簡介

什麼是都卜勒效應

紅移和藍移是什麼？

都卜勒效應與紅移藍移的關係

相對論紅移和都卜勒效應矛盾嗎？

相關焦點

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    今天我們一起來討論一個有趣的理論――都卜勒效應，這個名字聽起來有點陌生，但其實生活中隨處可見。當你走在馬路上，聽到背後車笛長鳴，只見一輛車按著喇叭從你身邊駛過，不要煩躁，好好感受一下這車笛聲的變化哈哈。
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  • 都卜勒效應
    這種現象叫做都卜勒效應。在光現象裡同樣存在都卜勒效應，當光源向你快速運動時，光的頻率也會增加，表現為光的顏色向藍光方向偏移（因為在可見光裡，藍光的頻率高），即光譜出現藍移；而當光源快速離你而去時，光的頻率會減小，表現為光的顏色會向紅光方向偏移（因為在可見光裡，紅光的頻率低），即光譜出現紅移。
  • 都卜勒效應找飛機靠譜嗎?
    這一信號比較微弱，平均每小時才發出一次，只能被一顆衛星捕捉到，而且包含信息量極少，無法藉助基於多顆衛星等的傳統技術分析，只能採用過去沒有嘗試過的新手段。所以這個孤證並不能直接推定飛機墜毀，仍有待找到並確認任何飛機上的殘骸驗證。　　對於麥克洛克林承認使用都卜勒效應「猜」飛機的位置，陳建國認為有些站不住腳。「我剛看到一個資料，衛星工作頻率是1600兆赫，都卜勒效應導致的頻率誤差大概在700赫茲，也就是說16億赫茲發出去後『收』到產生700多頻率赫茲。
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    我們生活中最常見的反映聲音響度與相對於聲源的運動距離成反比的現象，就是都卜勒效應該效應是奧地利物理學家克裡斯琴·約翰·都卜勒在1842年偶然觀察到一列從他身旁駛過的蒸汽機車時，發現該火車離他越近，汽笛聲就變得越大、且尖銳刺耳，當它逐步遠離他後，汽笛聲就越來越小，且柔和動聽。於是，就在同一年，他就通過研究這類現象，總結出類似於「觀察者和波源發生相對運動時，使觀察者感到波的頻率有較明顯的變化的現象」的重要自然規律。
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    「都卜勒效應」，而這將給「隱形鬥篷」技術的 發展帶來希望。　　據悉，都卜勒效應也被稱為「都卜勒頻移」，是指當觀察者和光波源之間存在著相對移動時，光波的頻率便會發生改變的現象。很多人認為都卜勒效應與聲音有關，例如當一輛汽車接近、經過或者漸漸遠離一名觀察者時，汽車鳴汽笛或者按喇叭，人們就能聽見這種聲音。事實上，對光來說也存在著類似情形。當一個物體和一個觀察者漸漸靠近時，光波的頻率便會增加，進而從紅色波長變成藍色波長。