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都卜勒頻移

都卜勒頻移(Doppler Shift)是指當波源與觀測者之間存在相對運動時,觀測者接收到的波頻率與波源發出的頻率不同,這種頻率的變化稱為都卜勒頻移。都卜勒頻移是波的屬性在運動中發生變化的規律,它不僅適用於聲波,也適用於光波電磁波等其他類型的波。

都卜勒頻移的原理可以這樣理解:如果觀測者相對於波源移動,那麼觀測者接收到的波長會因為波源和觀測者的相對運動而產生變化。當觀測者在波源的前方並朝向波源移動時,波被壓縮,波長變得較短,頻率變得較高,這種現象稱為藍移(blue shift)。相反,當觀測者在波源的後方並遠離波源移動時,波長變得較長,頻率變得較低,這種現象稱為紅移(red shift)。波源的速度越高,所產生的效應越大。

都卜勒效應是由奧地利物理學家及數學家克里斯琴·約翰·都卜勒(Christian Johann Doppler)於1842年首先提出的。他的理論指出,物體輻射的波長和頻率會因為波源和觀測者的相對運動而產生變化。這個效應不僅適用於聲波,也適用於光波和電磁波等,因此在天文學、通信技術等領域有著廣泛的套用。例如,科學家們可以通過觀察來自外太空的光波頻率變化來計算宇宙爆炸的時間或行星遠離我們的速度。