波速不變原理

波速不變原理:波在同種均勻介質中傳播,波源與接受者的相對速度小于波速時,傳播速度不隨其波源和介質的相對運動而改變,只有波的頻率與波長發生改變。狹義相對論指出光波在真空中傳播時無論在何種慣性系(慣性參照系)中觀察,光波的傳播速度都是一個常數,不隨光源和觀察者所在參考系的相對運動而改變,而光源的相對運動會導致光波發生紅移現象。

都卜勒效應指出波在波源移向觀察者時接收頻率變高,而在波源遠離觀察者時接收頻率變低。當觀察者移動時也能得到同樣的結論。原因是波源完成一次全振動,向外發出一個波長的波,頻率表示單位時間內完成的全振動的次數,因此波源的頻率等於單位時間內波源發出的完全波的個數,波源與傳播介質間存在相對運動時波的波長與頻率會發生變化,方向一致時頻率增大波長變小,方向相反時頻率減小波長增大,而波速不變。
結論:任意波在均勻介質中傳播,只要波源與介質的相對速度不超過波的傳播速度,靜止接受者接收到的波速不變。

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