一多普勒现象的发觉
1842年英国一位名叫多普勒的物理家、物理学家。三天，他正路过高铁交叉处，适逢一列列车从他身后驰过，他发觉列车从远而近时警笛声变响，声调变尖，而列车从近而远时警笛声变弱，声调变低。他对这个化学现象倍感极通州趣，并进行了研究。发觉这是因为振源与观察者之间存在着相对运动，使观察者看到的声音频度不同于振源频度的现象。这就是频移现象。由于，声源相对于观测者在运动时，观测者所看见的声音会发生变化。当声源离观测者而去时，声波的波长降低，声调显得浑厚，当声源接近观测者时，声波的波长降低，声调就变高。声调的变化同声源与观测者间的相对速率和波速的比值有关。这一比值越大，改变就越明显，后人把它称为“多普勒效应”。
二多普勒的相关现象及原理
每一个超声大夫都是波动的专家，我们也都晓得波动是一个震动的传播
这么我们先写一个震动的最简单的表达式
A=A0*cos(ω*t)
其中t是时间，ω是频度(读作omega)。（是的，大神不常用f表示频度，ω=2*π*f）
这样的一个表达式告诉我们。介质中的分子(确切的说是介质中的质点),随着时间做一个余弦（sin）或则正弦（cos）的运动，这样的运动称作简谐运动()
当一个震动开始，向四周传播开去。他就不再只是时间的函数，而是时间和空间的双自变量函数
A=A0*cos(ωt+kx)(这是一个不衰减的平面波)
其中x是空间尺度，k称作波数k=2*π/λ
面对一个双自变量的函数。我们惯常的做法是先固定住一个自变量。看函数随着另外一个自变量的变化而变化的规律
首先我们固定住时间自变量，这么这就等同于我们用一个快门极快的拍照机为波动拍一张定格相片
图一：时间融化的波动
在这张相片里，我们可以看见。各个不同的位置上，介质分子随着位置变化而造成她们处于不同的位移，也就是说我们可以看见波动的振幅和它的波长
第二步，我们可以固定一个特定的位置，看这个位置的介质(右图中的红点）随着时间的推移而发生位移的改变。在这样的一个观察条件下，我们可以看见波动的振幅和它的频度
图二：固定观察者的位置，你注视波动，波动也注视你,请留心记住你这个时侯观察到的频度.
以上这两种对于波动的观察是我们最为常见最为精典的两个观察视角
这么下边我们换一个相对雷人的观察视角。假如我们并不固定观察者的位置，而是让观察的位置以一定的速率往前搬动
图三：观察者平缓联通，观察到的波动频度增长多普勒效应，心生疑虑
图三：观察者较快的联通，观察到的波动频度大幅度增长，心生焦虑
这个时侯我们所观察到的介质的震动。有哪些变化呢？看前面2幅图,我们观察到的频度变慢了!
我们取一个极端的事例(顺便说一下，在数学学的研究上面，取极端的事例，常常可以帮助我们简明笼统地看清事物的本质)
假定我们的观察者。往前联通的速率和声速是一模一样的。这么我们可以想像。他会观察到一个不动的值
图五：观察者追随波动同速前行，观察不到任何回落
这就好比是一个滑水的好手。她永远站在风口浪尖上，反倒觉得不到大海的波动
假如用频度这个数学量来评判。请问这样的滑水者，她感遭到大海的频度是多少呢？我们晓得这个时侯她体会不到大海的波动，所以她觉得大海震动的频度是零
图六：与波涛同行的滑水者，体会不到波浪的起伏
大海中的水，明明是上下起伏不断震动多普勒效应，是有一个特定频度的。为何我们的滑水者体会不到这样的频度呢？这正是由于滑水者在波动中有一个自身的速率。用我们熟悉的语言来说就是，波场中运动的观察者会认为波动的频度发生了改变
这个效应就是我们所最熟悉的多普勒效应
由于我们所做的超声成像都是杂波成像。所以我们所提到的多普勒效应实际上是双重多普勒效应
第一重多普勒效应：我们发射一个恒定频度的超声波。运动的血流所感遭到的频度和我们所发出的频度有所不同。这个是第一重多普勒效应
运动的血球，把自己感遭到的超声频度散射回去。这么，运动的血球所散射的超声波在超声探头看来，它的频度发生第二次变化，这个是第二重多普勒效应。
这两重的多普勒频度联通十分接近，而且并不完全相等。在工程实践中，我们觉得她们相互的差别十分小。可以写做一个多普勒频移的两倍。这就是为何多普勒公式后面有一个系数2的诱因
总结:静止的波源(探头)发出超声波,打到运动的散射体上(血球),这是第一重多普勒效应.运动的血球散射杂波,打到静止的探头上,这是第二重多普勒效应.假如要较真的话,这三者的频移略有不同.
1与声波相关
列车警笛的音调由高变低，这是由于语调的高低是由声波震动频度的不同决定的，假如频度高，音调听上去就高；反之音调听上去就低.这些现象称为多普勒效应。为了理解这一现象，就须要考察列车以恒定速率驶近时，警笛发出的声波在传播时的规律.其结果是声波的波长减短，似乎波被压缩了.因而，在一定时间间隔内传播的波数就降低了，这就是观察者为何会感遭到音调变高的缘由；相反，当列车驶入远方时，声波的波长变大，似乎波被拉伸了。因而，声音听上去就变得沙哑.定量剖析得到
f1=（u+v0）f/（u-vs），
其中vs为波源相对于介质的速率，v0为观察者相对于介质的速率，f表示波源的固有频度，u表示波在静止介质中的传播速率.当观察者朝波源运动时，v0取正号；当观察者背离波源（即沿着波源）运动时，v0取减号.当波源朝观察者运动时vs上面取正号；前波源背离观察者运动时vs取减号.从上式可以很容易得悉，当观察者与声源互相紧靠时，f1>f；当观察者与声源互相远离时f1
设声源S，观察者L分别以速率Vs,Vl在静止的介质中沿同仍然线同向运动，声源发出声波在介质中的传播速率为V，且Vs大于V，Vl大于V。当声源不动时，声源发射频度为f,波长为X的声波，观察者接收到的声波的频度为：
f'=(V-Vl)V/[(V-Vs)X]=(V-Vl)f/(V-Vs)
所以得（1）当观察者和波源都不动时，Vs=0,Vl=0,由上式得f'=f
（2）当观察者不动，声源接近观察者时，观察者接收到的频度为F=Vf/(V-Vs)似乎此时频度小于原先的频度
由前面的多项式可以得到多普勒效应的所有表现。
2，与光(电磁波)相关光（电磁波）的多普勒效应估算公式分为以下三种：
（1）横向多普勒效应（即波源的速率与波源与接收器的连线共线）：f'=f[(c+v)/(c-v)]^(1/2)
其中v为波源与接收器的相对速率。当波源与观察者接近时，v取正，称为“紫移”或“蓝移”；否则v取负，称为“红移”。
（2）纵向多普勒效应（即波源的速率与波源与接收器的连线垂直）：f'=f(1-β^2)^(1/2)其中β=v/c
（3）普遍多普勒效应（多普勒效应的通常情况）：f'=f[(1-β^2)^(1/2)]/(1-βcosθ)
其中β=v/c，θ为接收器与波源的连线到速率方向的倾角。横向与纵向多普勒效应分别为θ取0或π/2时的特殊情况
三多普勒效应的应用
1.医学应用
声波的多普勒效应也可以用于医学的确诊，也就是我们平时说的造影。造影简单的说就是高清晰度的黑白B超再加上彩色多普勒，首先谈谈超声频移确诊法，即D超，此法应用多普勒效应原理，当声源与接收体（即探头和反射体）之间有相对运动时，回声的频度有所改变，此种频度的变化称之为频移，D超包括脉冲多普勒、连续多普勒和彩色多普勒血流图象。彩色多普勒超声通常是用自相关技术进行多普勒讯号处理，把自相关技术获得的血流讯号经彩色编码后实时地叠加在二维图象上，即产生彩色多普勒超声血流图象。
超声多普勒法确诊肾脏过程是这样的：超声振荡器形成一种高频的等幅超声讯号，激励发射换能器探头，形成连续不断的超声波，向人体心血管脏器发射，当超声杂波遇见运动的器官和血管时，便形成多普勒效应，反射讯号就为换能器所接受，就可以按照反射波与发射的频度差别求出血流速率，按照反射波以频度是减小还是减少判断血流方向。为了使探头容易对准被测血管，一般采用一种板形双叠片探头。
在临床上，多普勒效应的应用也不断增多，近些年来迅速发展起超声脉冲检测仪，当声源或反射界面联通时，例如当红细胞流经肾脏大血管时，从其表面散射的声音频度发生改变，由这些频度偏斜可以晓得血流的方向和速率，如红细胞朝向探头时，依据原理，反射的声频则提升，如红细胞离开探头时，反射的声频则减少。
2.交通应用
交通警向行进中的汽车发射频度已知的超声波同时检测反射波的频度，按照反射波的频度变化的多少能够晓得汽车的速率。装有多普勒测速仪的监视器有时就装在路的上方，在测速的同时把汽车钢号拍摄出来，并把测得的速率手动复印在相片上。
比如雷达测速仪交通警向行进中的汽车发射频度已知的电磁波，一般是红外线，同时检测反射波的频度，按照反射波频度变化的多少能够晓得汽车的速率．装有多普勒测速仪的警车有时就停在道路旁，在测速的同时把汽车钢号拍摄出来，并把测得的速率手动复印在相片上。
多普勒效应
多普勒效应应用
“安全生产月“警示教育