摘 要：科技發(fā)展的最根本目的，是為了使人類(lèi)擁有更加美好的生活。而理論知識(shí)的發(fā)現(xiàn)則是科學(xué)發(fā)展的第一步，只有掌握理論知識(shí)之后，科學(xué)家們才能理論與實(shí)踐相結(jié)合，物理知識(shí)才能更好地服務(wù)于人類(lèi)。

關(guān)鍵詞：多普勒效應(yīng)；工程技術(shù)；實(shí)際應(yīng)用

一、 多普勒效應(yīng)的原理

自然界中到處充斥著“波”，我們所熟知的，有聲波，光波，電磁波等。波不是一層不變的，在波源和觀(guān)測(cè)者之間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，波也會(huì)隨之發(fā)生一些規(guī)律性的變化。在波源與觀(guān)測(cè)者靠近的時(shí)候，波會(huì)被壓縮，此時(shí)波的波長(zhǎng)會(huì)相對(duì)變短，而波的頻率會(huì)相對(duì)升高。與此相反，在波源遠(yuǎn)離觀(guān)測(cè)者的時(shí)候，波會(huì)被拉伸，此時(shí)波的波長(zhǎng)會(huì)相對(duì)變長(zhǎng)，而波的頻率會(huì)相對(duì)降低。波長(zhǎng)相對(duì)之前變得越長(zhǎng)，頻率相對(duì)之前變得越低，波源的速度越高，所產(chǎn)生的效應(yīng)越大。比如一架飛機(jī)從頭頂飛過(guò)，在飛機(jī)向你靠近時(shí)，由于聲波被壓縮，頻率升高，所以聽(tīng)到的飛機(jī)的聲音越來(lái)越高。在飛機(jī)遠(yuǎn)離你飛行時(shí)，音波被拉伸，頻率降低，所以聽(tīng)到的飛機(jī)的聲音越來(lái)越低。

這個(gè)理論是1842年由奧地利物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家克里斯琴·約翰·多普勒第一次提出的。后來(lái)，人們?yōu)榱思o(jì)念克里斯琴·約翰·多普勒的巨大貢獻(xiàn)，便將他提出的這個(gè)理論命名為多普勒效應(yīng)。

二、 多普勒效應(yīng)在工程技術(shù)中的應(yīng)用

（一） 多普勒效應(yīng)在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用

多普勒效應(yīng)在醫(yī)學(xué)上的主要應(yīng)用是依靠聲波測(cè)量相關(guān)的數(shù)據(jù)，幫助醫(yī)生進(jìn)行醫(yī)學(xué)診斷。血液存在于人的身體內(nèi)部，難以直接測(cè)量其流動(dòng)速度。但是在實(shí)際的醫(yī)學(xué)診斷中，血液流動(dòng)速度又是非常重要的一個(gè)參考數(shù)據(jù)。因此，如何測(cè)量血液的流動(dòng)速度一直以來(lái)都是醫(yī)學(xué)實(shí)踐中難以解決的問(wèn)題。在多普勒效應(yīng)提出之后，人們便有了將其應(yīng)用于醫(yī)學(xué)上的想法。后來(lái)實(shí)踐表明，超聲波可以和流動(dòng)的血液產(chǎn)生多普勒效應(yīng)。當(dāng)血液向著超聲波振源運(yùn)動(dòng)時(shí)，超聲波的頻率增加。血液遠(yuǎn)離超聲波振源時(shí)，超聲波的頻率減少。而超聲波頻率相對(duì)增加或減少的量，與血液的流動(dòng)速度成正比。因此，我們可以通過(guò)測(cè)量超聲波頻率的變化量，來(lái)進(jìn)一步測(cè)量血液的流動(dòng)速度?，F(xiàn)在，多普勒效應(yīng)已經(jīng)和醫(yī)學(xué)實(shí)踐充分融合，在對(duì)心臟以及血管進(jìn)行檢查時(shí)，醫(yī)生們可以發(fā)射超聲波來(lái)準(zhǔn)確地測(cè)量血液的流動(dòng)速度。

（二） 多普勒效應(yīng)在道路交通上的應(yīng)用

多普勒效應(yīng)在道路交通中的應(yīng)用主要用于“測(cè)速”。在道路交通中，車(chē)輛超速是非常危險(xiǎn)的行為，會(huì)對(duì)自身以及他人的安全造成威脅。因此，為了規(guī)范并監(jiān)督車(chē)主的行為，交通部門(mén)引入了雷達(dá)測(cè)速儀，雷達(dá)測(cè)速儀是以多普勒效應(yīng)為工作原理制成的一種測(cè)速儀器。交警可以向行進(jìn)中的車(chē)輛發(fā)射超聲波并對(duì)反射波的頻率進(jìn)行測(cè)量，根據(jù)反射波的頻率變化就能知道車(chē)輛的速度。雷達(dá)測(cè)速儀的應(yīng)用，有效地起到了監(jiān)督的作用，為道路交通安全做出了巨大的貢獻(xiàn)。

（三） 多普勒效應(yīng)在天文學(xué)中的應(yīng)用

多普勒效應(yīng)在醫(yī)學(xué)和道路交通中的應(yīng)用主要依靠“聲波”，而在天文學(xué)的研究中，多普勒效應(yīng)依靠的則是“光波”。愛(ài)德文·哈勃通過(guò)運(yùn)用多普勒效應(yīng)，發(fā)現(xiàn)銀河系外圍的星體都在遠(yuǎn)離地球，并且距離地球越遠(yuǎn)的星體，其速度越大。根據(jù)這一發(fā)現(xiàn)，哈勃提出了宇宙大爆炸理論，該理論現(xiàn)在被人們廣泛接受，并且由該理論提出的宇宙模型也被天文學(xué)家普遍認(rèn)同。除此之外，多普勒效應(yīng)對(duì)研究宇宙的發(fā)展以及“太陽(yáng)黑子”等天文現(xiàn)象都有極大的幫助。正是因?yàn)橛辛硕嗥绽招?yīng)，我們?nèi)祟?lèi)才能在宇宙的探索中留下屬于自己的一筆。

（四） 多普勒效應(yīng)在移動(dòng)通信中的應(yīng)用

由多普勒效應(yīng)的原理可知，多普勒效應(yīng)是由振源與觀(guān)察者的相對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的。因此，在觀(guān)察者高速運(yùn)動(dòng)的情況下，通過(guò)每一個(gè)振源的時(shí)間會(huì)非常短。此時(shí)，觀(guān)察者接收到的“波”會(huì)不可避免地出現(xiàn)紊亂的情況。比如在移動(dòng)通信中，若是通信者正在飛機(jī)上高速移動(dòng)，那么該通信者通過(guò)每一個(gè)相鄰的信號(hào)基站的時(shí)間可能會(huì)很短，此時(shí)若是不做出相應(yīng)的改進(jìn)措施，就會(huì)對(duì)通信者的通話(huà)產(chǎn)生影響。所以，為了解決這一問(wèn)題，我們就必須多進(jìn)行技術(shù)上的改進(jìn)，以便增加移動(dòng)通信的穩(wěn)定性。

（五） 多普勒效應(yīng)在天氣預(yù)警中的應(yīng)用

多普勒效應(yīng)在天氣預(yù)警中也有重要的作用，人們以多普勒效應(yīng)為原理，制成了天氣雷達(dá)，以便及時(shí)觀(guān)測(cè)天氣情況。在需要時(shí)，多普勒天氣雷達(dá)可以向空中發(fā)射電磁波，電磁波在遇到雨滴、冰雹等物質(zhì)后就會(huì)反射，天氣觀(guān)測(cè)員可以依據(jù)反射回來(lái)的電磁信號(hào)，來(lái)判斷出現(xiàn)惡劣天氣的位置以及惡劣天氣的具體強(qiáng)度。借此來(lái)觀(guān)察天氣情況，并及時(shí)進(jìn)行天氣預(yù)警，以便防止因惡劣天氣而帶來(lái)的損失。和傳統(tǒng)的測(cè)量方法相比較，多普勒天氣雷達(dá)受其他影響較小，預(yù)測(cè)的也更加準(zhǔn)確。

三、 總結(jié)

多普勒效應(yīng)是物理學(xué)中非常重要的一個(gè)理論知識(shí)，以其為基礎(chǔ)，可以在多個(gè)領(lǐng)域衍生出不同的應(yīng)用。在醫(yī)學(xué)中，多普勒效應(yīng)不僅可以測(cè)量血液的流動(dòng)速度，還可以直接檢測(cè)其他疾病的發(fā)病根源，以判斷病人是否病發(fā)。在道路交通方面，雷達(dá)測(cè)速儀可以監(jiān)督車(chē)主，還可以及時(shí)記錄違規(guī)車(chē)輛，為交通管理做出了巨大貢獻(xiàn)。在天文學(xué)方面，通過(guò)對(duì)多普勒效應(yīng)的運(yùn)用，天文學(xué)家不僅可以測(cè)量天體的運(yùn)行速度，了解宇宙的發(fā)展現(xiàn)狀，還可以觀(guān)測(cè)和研究各種天文現(xiàn)象，以加深對(duì)宇宙的了解。在移動(dòng)通信方面，通過(guò)對(duì)多普勒效應(yīng)的研究，我們可以發(fā)現(xiàn)影響通信效果的原因，并及時(shí)地解決這一問(wèn)題。在天氣預(yù)報(bào)方面，多普勒天氣雷達(dá)較之傳統(tǒng)預(yù)測(cè)方式更加準(zhǔn)確，可以幫助我們及時(shí)進(jìn)行天氣預(yù)警。由此來(lái)看，多普勒效應(yīng)已經(jīng)滲入到我們生活的方方面面，小到移動(dòng)通信，大到宇宙發(fā)展，皆已離不開(kāi)多普勒效應(yīng)。

時(shí)代在發(fā)展，科技在進(jìn)步。關(guān)于多普勒效應(yīng)在工程技術(shù)中的實(shí)踐，雖然已經(jīng)在各個(gè)領(lǐng)域衍生出了龐雜的應(yīng)用。但是我相信，這些還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，多普勒效應(yīng)一定還可以應(yīng)用到更多的領(lǐng)域。

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作者簡(jiǎn)介：

文峰，貴州省黔南布依族苗族自治州，貴州省黔南民族高等醫(yī)學(xué)專(zhuān)科學(xué)校。