10-06 多普勒效应
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高中物理高中物理22个经典模型汇总清晰实用高中物理22个经典模型汇总与清晰实用一、引言高中物理作为理科学科的重要组成部分,是学生们接触自然科学的第一步,也是理解世界的窗口。
在学习高中物理的过程中,掌握经典模型是至关重要的。
经典模型能够帮助我们理解自然界的规律,为我们解决问题提供了基本的思路,更好地认识自然界的奥秘,也更好地应对未来的挑战。
本文将汇总高中物理22个经典模型,并探讨它们的清晰实用之处。
二、运动学1. 位移、速度、加速度模型位移、速度、加速度是运动的基本概念,它们之间的关系能够帮助我们描述物体的运动状态,从而解释各种日常运动现象。
2. 牛顿三定律牛顿三定律是力学的基础,这个模型能够帮助我们理解物体受力的情况,进而分析物体的运动状态。
3. 万有引力万有引力模型是物理学中重要的一部分,它描述了物体之间的引力大小与距离的关系,解释了宇宙中广泛存在的引力现象。
4. 匀变速直线运动匀变速直线运动模型描述了物体在力作用下的匀变速直线运动规律,让我们能够准确预测物体的位置随时间的变化。
5. 抛体运动抛体运动模型适用于空中物体在重力作用下的运动,可以帮助我们分析和计算各种投掷运动。
6. 圆周运动圆周运动模型帮助我们理解物体在圆周运动中受力的情况,解释了各种圆周运动中发生的现象。
7. 谐振谐振模型能够帮助我们理解谐振现象产生的原因,也让我们在实际应用中更好地利用谐振的特性。
三、动能和势能8. 动能与势能转化动能和势能的转化模型描述了物体在力的作用下,动能和势能之间相互转化的规律,为我们解释各种能量转化现象提供了理论依据。
9. 机械能守恒机械能守恒模型说明了在某些力场内,物体的机械能守恒,这个规律被广泛应用于各种动力学计算中。
四、波动10. 机械波机械波模型帮助我们理解机械波的传播规律,解释了声音、水波等机械波的传播特性。
11. 光的直线传播光的直线传播模型适用于介质中光的传播规律,让我们能够更好地理解光的传播路径。
多普勒效应及应用生活中会有这样的经验:火车急速离去时,汽笛声调会低沉下去;而迎面驶来,声调则变高,这种现象物理上称之为多普勒效应,它是波动现象特有的规律. 它是由奥地利物理学家多普勒于1842年首先发现的。
多普勒效应是波动过程的共同特征,现在,此效应在激光测速、卫星定位、医学诊断、气象探测等很多领域有着广泛的应用。
1 多普勒效应及其表达式由于波源和接收器(或观察者)的相对运动,使观测到的频率与波源的实际频率出现差异。
这种现象叫多普勒效应。
1.1.1 声波的多普勒效应的普遍公式为了方便问题的讨论 , 我们假设观测者 R 相对于介质静止 , 波源S 相对于介质以速度 v 运动 , 运动方向跟连线 SR 相垂直 , 波相对于介质的传播速度为,如图所示以静止的观测者 R 建立静止参照系 , 运动的波源 S 建立运动参照系 . 设波源开始时位于 S , 经过一段微小的时间后运动到S ′处,波源在 S 处发射位相为的波的时刻 , 相对于静止参照系 R 是, 而相对于运动参照系 S 是 ; 波源在 S ′处发射位相为 U 的波的时刻 , 相对于静止参照系 R 是 t , 而相对于运动参照系 S 是 t ′ . 设波源所发射的波的频率为 f , 则有U - = 2 P f ( t ′ - ). (1) 对于观测者 , 其接收到波源所发出的位相为的波的时刻为=+ SR /. (2)其所接收到波源所发出的位相为 U 的波的时刻为= t + S ′ R / . (3)设观测者所观测到的波的频率为 f ′ , 则有U -= 2 P f ( - ), . (4)由 (2) 式和 (3) 式得- = t - + ( S ′ R - SR ) /. (5)在上如图 2, 我们在 S ′ R 上取一点 B , 使得 RS = RB , 则S ′ R - SR = S ′ B , 由于我们讨论的时间间隔很短 , 故 S ′ B 也很短 , 可以认为 SB ⊥ S ′ R , 于是有S ′ B = S ′ R - SR = SS ′sin △ H = v ( t - )sin △ H .上式中 t - 是微小量 , △ H 也是微小量 , 故 ( t - )sin △ H 是二级微小量 , 略去不计 , 则有 S ′ B = S ′ R - SR = 0, 于是 (9) 式变为- = t - , (6)由 (1) 、 (4) 和 (6) 式得f ′ ( t - ) = f ( t ′ -), (7)其中 , t ′ - t ′ 0 为运动参照系波源 S 上的时间间隔 , t - 为静止参照系观测者 R 上的时间间隔 .1.1.2声波的横向多普勒效应由于声波的传播速度远小于光速 c , 因而声波不符合相对论原理 .对声波而言 , 其时空变换关系符合伽利略变换 , 即有t - = t ′ - , 于是由( t - ) = f (t ′ - ), 式得= f由上式可知 , 对声波而言 , 观测者所观测到的声波频率与源所发出的声波频率是一样的 . 声波没有横向多普勒效应 .1.2.1光波(电磁波)多普勒效应的普遍公式B 静止于∑’系相对于∑系的原点O ’,且∑’系相对于∑系以速度v 沿XX ’正方向运动。
名解1.压电效应:指在力的作用下(压力或负压力),压电元件的一对面上产生电场,其符号(正负)相反。
2.散射:小界面对入射声束呈散射现象。
小界面接受声能后,作为二次声源向周围立体空间所作的二次超声发射。
3.反射:大界面对入射声束呈反射现象。
声束入射至镜面时,声能从界面反射回原介质;余下声能穿越界面进入第二介质。
4.多普勒效应:动散射子对入射超声的回声产生频移,称为多普勒效应。
c f v f o d /cos 2⨯=θ5.衰减:超声波携带的能量,在其传播过程中必然受到损失,使声强逐渐降低,称为衰减。
6.彗星征:金属与软组织声阻差较大,产生多次反射,如彗星状,称彗星征。
7.诊断超声的分辨力是指在超声图像上能分辨两个被检测目标的最小距离。
8.纵向分辨力:纵向分辨力又称轴向分辨力,是指区分在超声束传播方向上两个目标的最短距离。
9.纵(矢状)切面图:探头置于前胸腹部或背部,声束由前或后入射并与前后平面垂直,沿人体长轴方向扫描。
图像的上方代表近探头侧,下方为远离探头侧(深部),左右分别为头,足侧。
10.横切面图:探头置于前胸腹部或背部,声束垂直于人体前后方向,扫描平面与人体长轴垂直。
图像的上,下分别代表与探头的近.远,左右代表病人的右左。
11.大脑动脉环:颅底动脉互相连通成多角形的吻合环,称大脑动脉环,颅底动脉环或Willis 环。
其具体结构为:大脑前动脉交通前段(近侧段),前交通动脉,颈内动脉终末段,后交通动脉,大脑后动脉交通前段(近侧段)。
大脑中动脉及大脑后动脉交通后段(远侧端)不包括在动脉环之内。
12.挖空现象,空泡征:脉络膜黑色素瘤的前部增强,后部衰弱,最后呈无回声,此现象称为挖空现象或空泡征。
13.火海征:甲状腺内血流呈五彩缤纷,称之为“火海征”。
14.心搏量:是指每次心动周期左室排除的血流量,是定量左室泵血功能的重要指标。
15.射血分数:即左室射血分数(LVEF ),是指每搏输出量占心室舒张末期容积量的百分比,正常情况下左室射血分数为67%±8%,若小于此值即为心功能不全。
多普勒效应及其应用1. 简介多普勒效应(Doppler Effect)是指当观察者和发射源相对运动时,观察者接收到的波的频率会发生变化的现象。
这个现象最早由奥地利物理学家克里斯琴·多普勒(Christian Doppler)在1842年提出。
多普勒效应不仅在物理学中有着广泛的应用,还涉及到声学、光学、无线电波等多个领域。
2. 多普勒效应的原理2.1 基本原理多普勒效应分为两种:一种是波源相对于观察者运动,另一种是观察者相对于波源运动。
根据这两种情况,多普勒效应又可以分为两种类型:正多普勒效应和负多普勒效应。
当波源相对于观察者远离时,观察者接收到的波的频率会变低,这种现象称为负多普勒效应;当波源相对于观察者靠近时,观察者接收到的波的频率会变高,这种现象称为正多普勒效应。
2.2 数学表达多普勒效应的数学表达式为:[ f’ = f ]•( f’ ) 是观察者接收到的波的频率;•( f ) 是波源发出的原始频率;•( v ) 是波在介质中的传播速度;•( v_0 ) 是观察者和波源之间的相对速度;•( v_s ) 是波源相对于介质的运动速度。
当观察者和波源相向而行时,取加号;当观察者和波源远离时,取减号。
3. 多普勒效应的应用3.1 声学在声学中,多普勒效应广泛应用于测量物体的速度和距离。
例如,多普勒雷达就是利用多普勒效应测量物体速度的一种装置。
它通过发射一定频率的雷达波,然后接收反射回来的雷达波,根据接收到的频率变化来计算物体的速度。
此外,多普勒效应在医学领域也有重要应用。
例如,多普勒超声波就是利用多普勒效应来检测血流速度的一种技术。
通过检测血流速度,可以判断出是否存在血栓、血管狭窄等疾病。
3.2 光学在光学中,多普勒效应的应用主要有激光雷达和光纤通信等方面。
激光雷达利用多普勒效应来测量目标物体的速度和距离,广泛应用于自动驾驶、无人机等领域。
光纤通信中,多普勒效应会导致光信号的相位变化,从而影响信号的传输质量。
高二总目录1恒定电流龙涛11讲2电场龙涛8讲3磁场(龙涛7讲)4电磁感应(龙涛7讲)5交流电和传感器(龙涛6讲)6机械振动(龙涛4讲)7热学(魏华3讲)8机械波(龙涛7讲)9光学和近代物理知识(龙涛6讲)10动量和动量守恒(龙涛5讲)11原子物理(龙涛5讲)分目录1恒定电流龙涛11讲01电源、电流、电动势02部分电路欧姆定律03串并联电路、电压表、电流表04电功和电热、焦耳定律和电阻定律05闭合电路欧姆定律06闭合电路欧姆定律的应用07多用电表08实验测定电池的电动势和内电阻09简单的逻辑电路10游标卡尺和螺旋测微器的使用11恒定电流复习与巩固分目录2电场龙涛8讲01电场力的性质以及应用02电势与电势能03电场中的导体及电容器的应用04带电粒子在电场中的加速偏转及示波器原理05带电粒子在电场中的综合计算06电场部分高考典型分析07带电粒子在电场中的综合计算08电场部分高考典型分析01磁场及其描述02几种常见的磁场03磁场对通电导体的作用04磁场对运动电荷的作用05带电粒子在磁场中的运动06带电粒子在复合场中的运动07磁场复习与巩固分目录4电磁感应(龙涛7讲)01电磁感应基础知识02楞次定律和右手定则的应用03法拉第电磁感应定律04电磁感应定律的应用05电磁感应与电路的知识能的转化和守恒专题06互感自感与涡流07电磁感应复习与巩固分目录5交流电和传感器(龙涛6讲)01交变电流的产生和变化规律02电感电容对交流电的影响03变压器04交流电复习与巩固05传感器及其应用(原理及典型应用06传感器及其应用(应用实例)分目录6机械振动(龙涛4讲)01简谐振动及其图像02简谐运动的回复力和能量、单摆03外力作用下的振动04机械振动复习与巩固01气体的性质02分子动理论03热力学定律和能量守恒分目录8机械波(龙涛7讲)01机械波的产生和传播02机械波的图像03波长频率和波速04波传播的多解性问题05波的干涉和衍射06多普勒效应惠更斯原理07机械波的复习与巩固分目录9光学和近代物理知识(龙涛6讲)01电磁波02光的折射全反射03光的干涉04光的衍射,偏振,色散激光05光的复习与巩固06相对论简介分目录10动量和动量守恒(龙涛5讲)01动量守恒定律02动量定理及其应用03动量守恒定律的应用(碰撞)04动量守恒定律的应用(反冲)05实验:碰撞中的动量守恒分目录11原子物理(龙涛5讲)01量子光的粒子性02原子结构03原子光谱04原子核的基础知识05原子能粒子宇宙。
文章编号:1001-893X(2010)10-0063-06多径效应对信号接收及方向测量的影响Ξ毛 虎,杨建波,邱宏坤(空军航空大学,吉林长春130022)摘 要:在论述L阵干涉仪和圆阵相关法测向体制误差形成的基础上,基于电磁波传播的多径效应,建立了地空无线链路四径传输模型,并将单个多径分量用时延相同的多径簇来描述,分析了多径分量和多径簇对单个天线接收信号相位和不同天线接收信号互相关系数造成的影响。
仿真结果表明,多径条件下接收信号的波形、频谱和相位谱较直射信号都将发生显著的变化,多径效应对俯仰角造成的测量误差要大于对方位角造成的测量误差。
关键词:测向;多径效应;天线相关性;相位误差中图分类号:T N98 文献标识码:A doi:10.3969/j.issn.1001-893x.2010.10.012I nflu ence o f Mu ltip ath E ffect on Signal R eceiving and Direction FindingMAO Hu,Y ANG Jian2bo,QIU Hong2kun(Aviation University of Air F orce,Changchun130022,China)Abstract:Through analysing the direction finding(DF)error of phase interferometer by L array and correlation method by circular array,the air2ground channel multipath transmission four2ray m odel is established,and sin2 gle multipath ray is described by the same time2delay multipath clusters.The in fluence of multipath ray and mul2 tipath clusters on the phase of single2antenna receiving signal and cross2correlation coefficient of multi2antennas receiving signal is analysed.The simulation results show that waveform,frequency spectrum and phase of re2 ceiving signal change remarkably com pared with direct transmission signal in the multipath condition,and the measurement error of pitch angle caused by multipath effect is larger than that of azimuth.K ey w ords:direction finding;multipath effect;antenna correlation characteristic;phase error1 引 言电磁波在空间传播中由于受到多径效应的影响,测向天线通常接收到的是直射波与由建筑物、树木等障碍物导致的反射、衍射和散射波的叠加,这些电磁波虽然频率相同,调制方式一样,但由于方向、多普勒频移和空时特性的差异[1],叠加后必然会造成接收信号的失真从而导致测向误差,这种误差虽然不能通过测向体制或算法的改进予以完全消除,但对不同测向体制有着不同的影响,因此研究多径效应针对具体测向体制造成的测向误差十分重要。
多普勒效应的应用摘要:所谓多普勒效应就是,当声音,光和无线电波等振动源与观测者以相对速度V相对运动时,观测者所收到的振动频率与振动源所发出的频率有所不同。
因为这一现象是奥地利科学家多普勒最早发现的,所以称之为多普勒效应。
在日常生活中,人们都有这样的经验,火车汽笛的音调在火车接近观察者时比其远离观察者时高此现象就是多普勒效应。
它是由奥地利物理学家多普勒于1842年首先发现的。
多普勒效应是波动过程的共同特征。
光波也有多普勒效应。
此效应在卫星定位、医学诊断、气象探测等许多领域有着广泛的应用。
The so-called doppler effect is When sound is light and radio waves such as vibration source and the observer to the relative velocity v relative motion Observers received from the frequency of the vibration frequency and vibration source of the different Because this phenomenon is the earliest discovered Austrian scientist doppler So called the doppler effect In daily life People have such experience The tones of the train whistle when the train approaching observer is higher than its far away from the observer this phenomenon is called the doppler effect It is by the Austrian physicist doppler first found in 1842 The doppler effect is a common characteristic of wave process Light waves have the doppler effect This effect in the satellite positioning medical diagnosis of meteorological observation and many other fields has been widely used关键词:多普勒效应、声波、光波、电磁波Doppler effect Acoustic waves are electromagnetic waves正文:一、声波的多普勒效应及运用当一列呜笛的火车经过某观察者时,他会发现火车汽笛音调由高变低。
多普勒效应公式
多普勒效应是物理学中的一个重要概念,它描述了波源和观察者之间相对运动时,观察者接收到的波频率与波源发出的波频率之间的关系。
这个效应在许多领域都有应用,例如声学、雷达、测速等等。
多普勒效应的公式为:f'=f*(1+v/c)/(1-v/c)。
其中,f'和f分别表示观察者和波源接收到的波频率,v表示观察者和波源之间的相对速度,c表示波在介质中的传播速度。
这个公式可以用来计算观察者接收到的波频率,也可以用来计算波源发出的波频率。
当波源和观察者之间存在相对运动时,根据多普勒效应的公式,我们可以得出观察者接收到的波频率与波源发出的波频率之间的关系。
需要注意的是,多普勒效应的公式只适用于波动在弹性介质中传播的情况,且介质不能吸收波的能量。
另外,当波源和观察者之间的相对速度非常大时,需要考虑相对论效应的影响。