多普勒效應和雷達測速

1、本文格式為word版，下載可任意編輯多普勒效應和雷達測速 多普勒效應和雷達測速 身邊的物理之六 假如你喜愛開車，總有件煩心的事：一不當心就會收到一張罰單，緣由是超速。心中總有這樣的納悶，我看都沒有看到警察，他憑什么說我超速？唉，且不要焦急，請看往下看。 你肯定有這樣的閱歷，當你站在公路旁邊，即使沒有去凝視路面上車輛的行駛的狀況，單憑耳朵的聽覺推斷，你能感到一輛汽車正在駛過來，或者離你而去。這里面當然依靠汽車行駛的聲間是漸強還是漸弱，但細細想想，主要還是依據(jù)汽車行駛的車輪聲或剌叭聲調(diào)的變化。原來，車輛駛近時，聲音要變尖，也就是說，音調(diào)要高些；開過以后，遠離的時候，聲音會越來越低。 為什么會這樣呢

2、？原來，聲音的形成，首先是由于發(fā)聲體的振動，然后在它四周的空氣中形成了一會疏一會密的聲波，傳到耳朵里，使耳膜隨著它同樣地振動起來，人們就聽到了聲音。耳膜每秒鐘振動的次數(shù)多，人就感到音調(diào)高；反之，耳膜每秒鐘振動的次數(shù)少，人就感到音調(diào)低。照這樣說，聲源發(fā)出什么聲，我們聽到的就是什么調(diào)。問題的關鍵在于汽車在怎樣的運動。汽車勻速駛來，輪胎與地面摩擦產(chǎn)生的聲波傳來時"疏'、"密'、"疏'、"密'是按肯定規(guī)律，肯定距離排列的，可當汽車向你開來時，它把空氣中聲波的"疏'和"密'壓得更緊了，"

3、疏'、"密'的問題更近了，人們聽到的音調(diào)也就高了。反之，當汽車離你遠去時，它把空氣中的疏密拉開了，聽到的聲音頻率就小了，音調(diào)也就低了。汽車的速度越高，音調(diào)的變化也越大。在科學上，我們把這種聽到音調(diào)與發(fā)聲體音調(diào)不同的現(xiàn)象，稱為"多普勒效應'。 好玩的是，雷達測速計也正是依據(jù)多普勒效應的原理研制出來的。 我們知道，小汽車可以開得很快，可是為了保證平安，在某些路段上，交通警察要對車速進行限制。那么，在汽車快速行進時，交通警察是怎樣知道它們行駛的速度呢？最常用的測速儀器叫雷達測速計，它的形狀很象一支大型信號槍，它也有槍筒，手柄、板機等部件，在槍的后面有一排數(shù)

4、碼管。把槍口對準行駛的車輛，一扣板機，一束微波就射向行駛中的車輛。微波是波長很短的無線電波，微波的方向性很好，速度等于光速。微波遇到車輛馬上被反射回來，再被雷達測速計接收。這樣一來一回，不過幾十萬分之一秒的時間，數(shù)碼管上就會顯示出所測車輛的車速。 它所依據(jù)的原理依舊是"多普勒效應'。雷達測速計發(fā)出一個頻率為 1000 兆赫的脈 沖微波，假如微波射在靜止不動的車輛上，被反射回來，它的反射波頻率不會轉(zhuǎn)變，仍舊是 1000 兆赫。反之，假如車輛在行駛，而且速度很快，那么，依據(jù)多普勒效應，反射波頻率與放射波的頻率就不相同。通過對這種微波頻率微細變化的精確測定，求出頻率的差異，通過電腦就可以換算出汽車的速度了。當然，這一切都是自動進行的。 雷達測速計的測速范圍大約在每小時 24 公里到 199 公里之間，測速范圍比較大，精確度也相當高，車速在每小時 100 公里時，誤差不會超過 1 公里/小時。 測速雷達朝向大路，可以測量車速，假如指向天空，就可以測云層的高度，測云層的速度。當然，要測幾十公里外，甚至上百公里外的飛機，也是這個原理，只不過要向它掃描的空間連續(xù)放射微波束，這些微波束遇到飛機再反射回來，已經(jīng)極其微弱了，要想把它接收到，辨別清并計算出來，就很困難了，這就需要一個浩大的靈敏的雷達。 除了用微波雷達測速之外，還有一種激光測