都卜勒(人物)

奧地利物理學家，數學家和天文學家都卜勒，克里斯蒂安·安德烈亞斯(Doppler · Christian Andreas)1803年11月29日出生於奧地利的薩爾茨堡 (Salzburg)。1842年，他因文章 "On the Colored Light of Double Stars" 、“都卜勒效應”(Doppler Effect)，而聞名於世。1853年3月17日，都卜勒與世長辭。

基本介紹

• 本名：都卜勒
• 出生地：奧地利薩爾茨堡
• 出生時間：1803年11月29日
• 去世時間：1853年3月17日
• 主要成就：都卜勒效應

個人履歷

從1674年開始，克里斯琴·都卜勒家族在奧地利的薩爾茨堡從事的石匠生意日漸興隆。他們在Hannibal Platz（現名Makart Platz）靠近河畔的地方建造了很好的房子，都卜勒就在這所房子裡出生。當然，按照家庭的傳統會讓他接管石匠的生意。然而他的健康狀況一直不好而且相當虛弱，因此他沒有從事傳統的家族生意。

都卜勒

都卜勒在薩爾茨堡上完國小然後進入了林茨中學。1822年他開始在維也納工學院學習，他在數學方面顯示出超常的水平，1825年他以各科優異的成績畢業。在這之後他回到薩爾茨堡，在Salzburg Lyceum教授哲學, 然後去維也納大學學習高等數學，力學和天文學。

當都卜勒在1829年在維也納大學學習結束的時候，他被任命為高等數學和力學教授助理，他在四年期間發表了四篇數學論文。之後又當過工廠的會計員，然後到了布拉格一所技術中學任教，同時任布拉格理工學院的兼職講師。到了1841年，他才正式成為理工學院的數學教授。都卜勒是一位嚴謹的老師。他曾經被學生投訴考試過於嚴厲而被學校調查。繁重的教務和沉重的壓力使都卜勒的健康每況愈下，但他的科學成就使他聞名於世。1850年，他獲委任為維也納大學物理學院的第一任院長，可是他在三年後1853年3月17日在義大利的威尼斯去世，年僅四十九歲。

著名的都卜勒效應首次出現在1842年發表的一篇論文上。都卜勒推導出當波源和觀察者有相對運動時，觀察者接收到的波頻會改變。他試圖用這個原理來解釋雙星的顏色變化。雖然都卜勒誤將光波當作縱波，但都卜勒效應這個結論卻是正確的。都卜勒效應對雙星的顏色只有些微的影響，在那個時代，根本沒有儀器能夠量度出那些變化。不過，從1845年開始，便有人利用聲波來進行實驗。他們讓一些樂手在火車上奏出樂音，請另一些樂手在月台上寫下火車逐漸接近和離開時聽到的音高。實驗結果支持都卜勒效應的存在。都卜勒效應有很多套用，例如天文學家觀察到遙遠星體光譜的紅移現象，可以計算出星體與地球的相對速度；警方可用雷達偵測車速等。

研究領域

都卜勒的研究範圍還包括光學、電磁學和天文學，他設計和改良了很多實驗儀器，例如光學儀器。都卜勒才華橫溢，創意無限，腦里充滿各種新奇的點子。雖然不是每一個構想都行得通，但往往為未來的新發現提供線索。（TWG）

都卜勒效應

輻射的波長因為波源和觀測者的相對運動而產生變化。在運動的波源前面，波被壓縮，波長變得較短，頻率變得較高（藍移(blue shift)）。在運動的波源後面，產生相反的效應。波長變得較長，頻率變得較低（紅移(red shift)）。波源的速度越高，所產生的效應越大。根據光波紅/藍移的程度，可以計算出波源循著觀測方向運動的速度。恆星光譜線的位移顯示恆星循著觀測方向運動的速度。除非波源的速度非常接近光速，否則都卜勒位移的程度一般都很小。所有波動現象（包括光波）都存在都卜勒效應。

個人貢獻

都卜勒效應的發現

一天，都卜勒帶著他的孩子沿著鐵路旁邊散步，一列火車從遠處開來。都卜勒注意到：火車在靠近他們時笛聲越來越刺耳，然而就在火車通過他們身旁的一剎那，笛聲聲調突然變低了。隨著火車的遠去，笛聲響度逐漸變弱，直到消失。這個平常的現象吸引了都卜勒的注意，他思考：為什麼笛聲聲調會變化呢？他抓住問題，潛心研究多年。

通過研究他發現，當觀察者與聲源相對靜止時，聲源的頻率不變；然而觀察者與聲源之間相對運動時，則聽到的聲源頻率發生變化。最後他總結：觀察者與聲源的相對運動決定了觀察者所收到的聲源頻率。

都卜勒不僅注重科學理論，而且善於運用實驗去反覆證明實驗結論。

都卜勒的這一個重大發現，被人們稱為“都卜勒效應”，當時是將“都卜勒效應”光學與聲學聯繫起來的。在《論雙星的色光》中，他從理論上論證了“都卜勒效應”。都卜勒還用此理論研究了光行差。

今天的“都卜勒效應”

都卜勒之後，人們發現他這一理論不僅在聲學和光學適用，在電磁波等研究領域也有廣泛的用途。比如說，美國天文學家哈勃所發現的天體紅移現象就是在“都卜勒效應”的基礎上誕生的。

社會評價

作為一名科學家，都卜勒為世界貢獻巨大。

他擁有敏銳的洞察力，迅速的反應力。

他用智慧連線了尷尬的光與聲，解開了纏繞的頻率之謎。

他是一頭牛，用壓不彎的背脊馱給後人無數段神奇的科學謎底。

都卜勒彩超

聲波的都卜勒效應也可以用於醫學的診斷，也就是我們平常說的彩超。彩超簡單的說就是高清晰度的黑白B超再加上彩色都卜勒，首先說說超聲頻移診斷法，即D超，此法套用都卜勒效應原理，當聲源與接收體（即探頭和反射體）之間有相對運動時，回聲的頻率有所改變，此種頻率的變化稱之為頻移，D超包括脈衝都卜勒、連續都卜勒和彩色都卜勒血流圖像。彩色都卜勒超聲一般是用自相關技術進行都卜勒信號處理，把自相關技術獲得的血流信號經彩色編碼後實時地疊加在二維圖像上，即形成彩色都卜勒超聲血流圖像。由此可見，彩色都卜勒超聲（即彩超）既具有二維超聲結構圖像的優點，又同時提供了血流動力學的豐富信息，實際套用受到了廣泛的重視和歡迎，在臨床上被譽為“非創傷性血管造影”。

都卜勒彩超

雷射都卜勒測速儀

雷射都卜勒測速儀(Laser Doppler Anemometry, LDA)是測量通過雷射探頭的示蹤粒子的都卜勒信號，再根據速度與都卜勒頻率的關係得到速度。由於是雷射測量，對於流場沒有干擾，測速範圍寬，而且由於都卜勒頻率與速度是線性關係，和該點的溫度，壓力沒有關係，是目前世界上速度測量精度最高的儀器。

雷射都卜勒測速儀