Question

如何利用多普勒效应测量声速和运动物体速度

Answer 1

交通警向行进中的车辆发射频率已知的超声波同时测量反射波的频率，根据反射波的频率变化的多少就能知道车辆的速度。

观察者 (Observer) 和发射源 (Source) 的频率关系为（此式不适用于光波，光波的多普勒效应见下文）：

为观察到的频率；

为发射源于该介质中的原始发射频率；

为波在该介质中的行进速度；

为观察者移动速度，若接近发射源则前方运算符号为 + 号, 反之则为 - 号；

为发射源移动速度，若接近观察者则前方运算符号为 - 号，反之则为 + 号。

通过这个公式，我们就知道火车接近你的时候音调变化的原因：公式中分子是声音传播速度和观察者速度之和（v+v0），分母是声音传播速度和火车速度之差（v-vs），然后和声源原始频率

进行乘法运算。观察者接受到的频率

比火车笛声的原始频率变高，所以听到的火车鸣笛音调变高。反之，当观察者和火车远离的时候，分子减法运算变小，分母加法运算变大，计算得到的频率比火车鸣笛的原始声音频率变低，故听到音调变低。

扩展资料

多普勒效应就是指当声源与听者彼此相对运动时，会感觉到某一频率确定的声音的音调将发生变化。

1842年奥地利物理学家克里斯汀·约翰·多普勒曾发表过一篇论文，其中描述了他认为肯定存在但还需要进一步论证的现象，这就是多普勒效应。

多普勒提出，如果假设声音的速度非常之慢，那么运动中的发声体就会发生这样的情况：当发声体接近一个观测点时，人们发现声波被声源（即发声体）自身的速度“挤压在了一起” ；同样，当发声体向远处后退时，声波就会发散开来。

即当发声体向前进时，对声波的“挤压”在观测点附近形成了一些波长较短、频率较高的声波；而当发声体后退时，则形成了一些相对频率较低的声波。

在多普勒的论文发表后的第三年，人们对他的理论进行了实验。他们用一列火车载着15个小号手接近、经过、然后离开一个火车站。这些小号手们在火车上持续地吹着一个相同的长音。结果事实证明多普勒的理论是正确的：

火车上的人听到的是一个持续的长音，火车站上的人听到的是比这个长音音调更高的声音；而当火车驶离火车站时，车站上的人听到的是比真实声音音调更低的声音。

参考资料来源：百度百科-多普勒效应

Answer 2

利用多普勒效应可以测量声速和运动物体速度，步骤如下：

1、根据声波的多普勒效应公式，当声源与接收器之间有相对运动时，接收器接可以收到频率f，f的表达式如下：

2、让声源保持不动，运动物体上的接收器沿声源与接收连线方向以速度V运动，此时接收器接收到的频率变为：

3、让声源频率保持不变，用光电门测量物体的运动速度并记录，便可以测量声源的声速，多测几次取平均值便可以提高精度；

4、若已知声速u和声源频率，便可进一步将式子进行变形后计算物体运动速度；

5、还可以通过画图的方法求截距和斜率，然后通过截距和斜率与声速和物体运动速度的关系来求解，这样样本含量高，结果精确。

Answer 3

通过发射和接收的频率差，就可以测量出物体运动速度