书城历史历史上的今天
23384500000332

第332章 多普勒

(1803年11月29日—1853年3月17日)

多普勒,奥地利数学家、物理学家,因发现观测者与波源发生相对运动时,所接收的波的频率会发生变化这一效应(即多普勒效应)而扬名于世。

1803年11月29日,多普勒生于奥地利萨尔茨堡一个石匠家庭。多普勒从小体弱多病,在萨尔茨堡和林茨读完小学和中学。1822年,多普勒开始在维也纳工学院学习数学。毕业后又回到萨尔茨堡学习哲学,然后到维也纳大学学习高级数学、天文学和力学。毕业后,多普勒留在维也纳大学当了4年教授助理,并发表过4篇论文。然后到布拉格一所技术中学任教,同时任布拉格理工学院的兼职讲师。到1841年,他才正式成为理工学院的数学教授。多普勒是一位严谨的教师。他曾经被学生投诉考试过于严厉而被学校调查。繁重的教务和沉重的压力使多普勒的健康每况愈下,但他的科学成就使他闻名于世。1850年,他被聘为维也纳大学物理学院的第一任院长,1853年3月17日逝世,享年45岁。

著名的多普勒效应首次出现在1842年发表的一篇论文上。1842年,多普勒带着女儿在铁道旁散步时就注意到了当波源和观察者有相对运动时,观察者接收到的波频会改变。他试图用这个原理来解释双星的颜色变化。虽然多普勒误将光波当作纵波,但多普勒效应这个结论却是正确的。多普勒效应对双星的颜色只有细微的影响,在那个时代,根本没有仪器能够量度出那些变化。不过,从1845年开始,便有人利用声波来进行实验。他们让一些乐手在火车上奏出乐音,请另一些乐手在月台上写下火车逐渐接近和离开时听到的音高。实验结果证明多普勒效应的存在。

多普勒效应不仅仅适用于声波,它也适用于所有类型的波,包括光波、电磁波。1848年,法国物理学家斐索在多普勒的基础上发现具有波动性的光也会出现这种效应,这波命名为多普勒一斐索效应。多普勒效应得以广泛应用,如:雷达测速仪应用多普勒效应检测机动车速度、医学的超声脉冲用多普勒检查仪检测血管血流速度等。天文方面取得的成就最为广泛,天文学家斯莱弗在研究远处的旋涡星云发出的光谱时,首先发现了光谱的红移,认识到了旋涡星云正快速远离地球而去。1929年,哈勃根据光谱位移总结出著名的哈勃定律。1948年,伽莫夫和他的同事们提出大爆炸宇宙模型。多普勒-斐索效应使人们对距地球任意远的天体的运动的研究成为可能,这只要分析一下接收到的光的频谱就行了。1868年,英国天文学家哈金斯用这种办法测量了天狼星的视向速度,得出了46千米每秒的速度值。