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732
皇帝 | 2018-11-29 11:20:49

「喔~咿~喔~咿~」迎面而來的救護車所發出的警笛聲變細變高了,直到呼嘯而過;而離我們遠去時,音調又變得比平常還低沈。不管你還記不記得課堂上學過的「都卜勒效應」,都應該對此現象不會感到陌生。不過,當初都卜勒可不是因為在日常生活中遇到才靈光一閃的,畢竟一百多年前的生活周遭,可還沒有像汽車這樣速度快到可以察覺都卜勒效應的東西。

出生於奧地利的都卜勒自小體弱多病,因此才不用承襲家族多年以來的石匠工作,得以繼續念書往教學研究發展。1842年,他發表了一篇論文探討雙星的星光顏色,主張當波源移動時,靜止的觀測者所接收到波的頻率會隨波源的運動方向而改變;朝觀測者而來時頻率會變高,遠離觀測者而去時頻率會變低。因此雙星各自在朝向或遠離地球的方向運行時,所發出的星光顏色會不一樣。

都卜勒的理論雖然是對的,但他卻犯了一個根本的錯誤:他把光波當成跟聲波一樣是縱波來計算。另外,遠離地球的恆星所發出的光譜波長的確會改變,但雙星的顏色不同與此無關,因為都卜勒效應在此處微小到可以忽略不管。但畢竟他還是史上第一位提出此理論者,因此人們還是稱之為都卜勒效應。

不過,這篇論文並未引起多少注意,或許是因為當時實在看不出這個理論有啥作用,又何必費心討論驗證。直到1845年,一位荷蘭氣象學家讓一隊喇叭手在行駛的火車上吹奏固定的音調,然後讓音感超準的人分別在月台上與火車上聆聽比較,才正式證實了都卜勒的理論。至於當初他本人誤會一場的光學都卜勒效應也在1848年由法國物理學家斐索(Armand Fizeau)證實;而遠離我們而去的恆星,其光譜的譜線會移向波長較長的紅光方向,這種現象就稱為「紅移」。

紅移讓天文學家得以計算星球的移動速度與距離,對天體有更深的了解(註)。除了天文學,都卜勒效應隨著科技的進展也有廣泛的應用,例如都卜勒雷達、氣象雷達、以及測量各種流體的速度,因此醫學上可以測量血液的流動以了解健康狀況,還可應用在軍事、地質學、海洋學等等。

都卜勒後來還是未滿50歲就病逝,生前除了這篇具有創見卻也有瑕疵的論文,再無其它重要的科學研究,但這已足矣!註:不過哈伯發現宇宙膨脹的證據──越遠的星系有越大的紅移,可不是星系本身的移動速度造成的,而是空間擴張的結果。

資料引用於:http://history.pansci.asia/

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732
皇帝 | 2018-11-29 11:33:55

聲波的都卜勒效應也可以用於醫學的診斷,也就是我們平常說的彩色超音波。

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都卜勒超音波.jpg

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732
皇帝 | 2018-11-29 11:36:37

本篇最後由 732 於 2018-11-29 11:39 編輯

交通警察向行進中的車輛發射頻率已知的超音波同時測量反射波的頻率,根據反射波的頻率變化的多少就能知道車輛的速度。

裝有都卜勒測速儀的監視器有時就裝在路的上方,在測速的同時把車輛牌號拍攝下來,並把測得的速度自動列印在照片上。

都卜勒測速儀.jpg (40.79 KB, 下載次數: 0)

都卜勒測速儀.jpg

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費波南西
威爾斯親王 | 2018-11-29 12:26:08

感謝732大大的分享 , 這麼長時間的一直維持這專題 , 相當不容易 , 在此奉上誠摯的謝意與敬意 .
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zxc987456321
王子 | 2018-11-29 12:55:07

感謝分享,增長見識的文
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hamidh
大公爵 | 2018-11-29 13:09:28

都卜勒雷達 ....
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732
皇帝 | 2018-11-29 13:12:08

費波南西 發表於 2018-11-29 12:26
感謝732大大的分享 , 這麼長時間的一直維持這專題 , 相當不容易 , 在此奉上誠摯的謝意與敬意 .  ...

感謝好友長期捧場!
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jkfmen
威爾斯親王 | 2018-11-29 20:31:37

都卜勒效應的運用真是太廣了
舉凡科學。醫學。軍事、交通等等不一而足
感謝好友分享
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732
皇帝 | 2018-11-29 21:59:22

jkfmen 發表於 2018-11-29 20:31
都卜勒效應的運用真是太廣了
舉凡科學。醫學。軍事、交通等等不一而足
感謝好友分享 ...

也感謝好友長期捧場,讓我有繼續分享下去的動力!
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deeperinloveu
超級版主 | 2018-11-29 22:53:38

732 發表於 2018-11-29 11:33
聲波的都卜勒效應也可以用於醫學的診斷,也就是我們平常說的彩色超音波。 ...

這個我懷小孩時照過

當時很怕傷到胎兒

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732
皇帝 | 2018-11-29 23:12:21

deeperinloveu 發表於 2018-11-29 22:53
這個我懷小孩時照過

當時很怕傷到胎兒

深姐多慮了,超音波的能量很低,絕對不會傷到胎兒。
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deeperinloveu
超級版主 | 2018-11-29 23:15:39

732 發表於 2018-11-29 23:12
深姐多慮了,超音波的能量很低,絕對不會傷到胎兒。

可惜當時不懂
怕的細胞死了好多
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xx4756
侯爵 | 2018-11-30 09:21:05

人類的生活中都卜勒效應讓生活充滿變化!
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732
皇帝 | 2018-11-30 22:02:25

xx4756 發表於 2018-11-30 09:21
人類的生活中都卜勒效應讓生活充滿變化!

感受最深的生活變化就是:看到定桿照測速照相要慢,被流動測速照到心裡很幹!
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