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1、物理学教程物理学教程（第二版）（第二版）*15-4*15-4 光的多普勒效应光的多普勒效应第十五章第十五章 狭义狭义 相对论相对论 1）爱因斯坦相对性原理：物理定律在爱因斯坦相对性原理：物理定律在所有所有的的惯性系中都具有相同的表达形式惯性系中都具有相同的表达形式.2）光速不变原理：光速不变原理：真空中的光速是常量，它真空中的光速是常量，它与光源或观察者的运动无关，即不依赖于惯性系的与光源或观察者的运动无关，即不依赖于惯性系的选择选择.B 光源光源A 光信号探测器光信号探测器A、B 重合时重合时 B 发出一频率为发出一频率为 波数为波数为N 的光信号的光信号ABW物理学教程物理学教程（第二版）
2、（第二版）*15-4*15-4 光的多普勒效应光的多普勒效应第十五章第十五章 狭义狭义 相对论相对论 系测系测 B 发信号持续时间发信号持续时间S 系测系测 B 发信号持续时间发信号持续时间根据时间延缓可知根据时间延缓可知探测器探测器A开始开始接受信号接受信号探测器探测器A最后最后接受光信号接受光信号ABW物理学教程物理学教程（第二版）（第二版）*15-4*15-4 光的多普勒效应光的多普勒效应第十五章第十五章 狭义狭义 相对论相对论探测器探测器 A 接受光信号经历的时间接受光信号经历的时间 S系中探测器系中探测器A接受到的接受到的光信号频率光信号频率 （B离离A而去而去）光光的的红红移移：当
3、光源与探测器相远离时，探测器测：当光源与探测器相远离时，探测器测得光的频率要小于光的本征频率得光的频率要小于光的本征频率.物理学教程物理学教程（第二版）（第二版）*15-4*15-4 光的多普勒效应光的多普勒效应第十五章第十五章 狭义狭义 相对论相对论 探测器接受到的光信号探测器接受到的光信号频率频率 （B向向A运动运动）S系中探测器系中探测器A接受到的接受到的光信号频率光信号频率 （B离离A而去而去）光光的的红红移移：当光源与探测器相当光源与探测器相远离远离时，探测器测时，探测器测得光的频率要得光的频率要小于小于光的本征频率光的本征频率.谱线的谱线的蓝移蓝移：当光源与探测器当光源与探测器相向
4、相向运动时，探测运动时，探测器接受到的频率要器接受到的频率要大于大于光的本征频率光的本征频率.以上二式仅限于以上二式仅限于光源与探测器沿两者连光源与探测器沿两者连线运动的情况线运动的情况.注意注意物理学教程物理学教程（第二版）（第二版）*15-4*15-4 光的多普勒效应光的多普勒效应第十五章第十五章 狭义狭义 相对论相对论 例例 一遥远的星系以很高的速率离地球而去，其光一遥远的星系以很高的速率离地球而去，其光学谱线发生红移学谱线发生红移，与本征频率相对应的波长为，与本征频率相对应的波长为434nm的谱线的谱线 ，被地球上的记录仪记录到的波长为，被地球上的记录仪记录到的波长为 600nm.此星系相对地球运动的速率为多少此星系相对地球运动的速率为多少?解解 设星系发出某一本征谱线的频率和波长为设星系发出某一本征谱线的频率和波长为地球上的记录仪记录到此谱线的频率和波长为地球上的记录仪记录到此谱线的频率和波长为由由可得可得代入代入数据得数据得