什么是雷达?多普勒效应四个公式?
一、什么是雷达
小时候看西游记,觉得里面的千里眼、顺风耳非常神奇,要是人类也能拥有这个能力就好了。其实当时不知道,人类在二战的时候就已经拥有了这种能力,只不过借助的不是神话,而是科技。人类发明的雷达远在百公里、千公里之外就能发现敌方并对其进行精确定位,它已是现代战争核心装备,被称为现代战争的 “眼睛”。
本文将以非常浅显易懂的方式解释雷达的工作原理,了解雷达是如何发现并定位目标的。但是在了解雷达原理之前,首先我们得搞清楚什么是雷达。雷达一词其实是英文“Radar”的音译,源于Radio Detection and Ranging,原意是无线电探测和测距。即用无线电(电磁波)方法发现目标并测定其空间位置的装置就称之为“雷达”。只不过,随着雷达技术的发展,现代雷达的作用已远超出探测和定位的范畴,雷达不仅可以对目标进行定位,还可以测量目标的速度、对目标进行成像甚至测量目标的大小和材料特性。
多普勒效应的公式有:f'=f*(1+v/V)/(1-u/V),式中v>0或v<0分别表示观察者趋近或背离波源,而u>0或u<0分别表示波源趋近或背离观察者。光波的多普勒效应公式(即考虑络纶兹变化)为f=((c-v)/(c+v))^(1/2)*f。
详细内容
多普勒效应 (Doppler effect) 是为纪念奥地利物理学家及数学家克里斯琴·约翰·多普勒(Christian Johann Doppler)而命名的,他于1842年首先提出了这一理论。
物体辐射的波长因为波源和观测者的相对运动而产生变化。在运动的波源前面,波被压缩,波长变得较短,频率变得较高(蓝移blue shift)。
多普勒效应从19世纪下半叶起就被天文学家用来测量恒星的视向速度。现已被广泛用来佐证观测天体和人造卫星的运动。
在运动的波源前面,波被压缩,波长变得较短,频率变得较高 ,在运动的波源后面,产生相反的效应,波长变得较长,频率变得较低 ,波源的速度越高,所产生的效应越大。
多普勒效应不仅仅适用于声波,它也适用于所有类型的波,包括电磁波。科学家爱德文·哈勃(Edwin Hubble)使用多普勒效应得出宇宙正在膨胀的结论。他发现远离银河系的天体发射的光线频率变低,即移向光谱的红端,称为红移,天体离开银河系的速度越快红移越大,这说明这些天体在远离银河系。