如何推导多普勒效应公式?

如何推导多普勒效应公式?

可以在知乎里搜索我的“对动体的观察判断”系列文章,我应用爱因斯坦提出的光信号法、我称为观察法做了几个方面问题的推导,包括校钟公式、尺变效应、时变效应、多普勒效应。其实都可归结为多普勒效应。

在我的推导中,读者可以根据分时画的坐标图,很清楚地了解物理过程,数学上也是初中级别的就够了。很简单,就是步骤较多。真要搞懂,就耐心看看。

我应用爱因斯坦的相对论的观察法,推导出的多普勒效应公式,与现在相关行业用的公式完全相同。

这个光信号观察法,虽然是爱因斯坦提出来并给了一个名称,但实际上就是早在爱因斯坦之前的多普勒当年研究声波的接收效应在原理上是相同的方法。多普勒当年就意识到,关于声波的多普勒效应,其方法完全可以推广到电磁波上。他没有具体的理论,爱因斯坦替他提出了理论,但爱因斯坦虽然提出了光信号法,但他却没有真正搞懂多普勒效应。爱因斯坦用洛伦兹变换公式搞出个多普勒频率公式,事实证明,他的公式是错误的。读者可以看看他的“论动体的电动力学”一文中给出的“多普勒频率”公式,与现在实际应用的公式对比一下就清楚了。

多普勒效应还分为被动观察和主动观察,两种情况下的公式是不同的。爱因斯坦完全没有意识到“被动”和“主动”之分。同时,多普勒效应还与相对运动的方向有关,爱因斯坦同样没有意识到。所以,他从洛伦兹变换公式推论的结果,只有“尺缩”效应——无论相对运动的方向怎样。而“尺缩”对应的是光谱蓝移,可爱因斯坦相对论的推论只有光谱红移。现实中是既有红移,也有蓝移,与相对运动的方向有关。

上述内容,我的文章中都有分析。