科學家觀察到分子層面的多普勒效應

【資料簡介】

科學家觀察到分子層面的多普勒效應

由日本、瑞典、法國和美國科學家組成的研究小組，通過復雜的同步加速器實驗，獲得了微觀層面也存在多普勒效應的實驗證據，證明單分子的旋轉也會產生多普勒效應。相關研究發表在近日出版的《物理評論快報》上。
 
多普勒效應也被稱為“平移”效應：當物體以直線運動時，它發出的光或聲波頻率會發生改變。即朝觀察者移動時接收頻率變高，遠離觀察者移動時接收頻率變低，當觀察者移動時也能得到同樣的結論。奧地利物理學家克里斯琴·多普勒1842年提出該理論，100多年來，人們只能在宏觀物體的直線運動中以及行星或星系等大的旋轉物體上觀察到這種效應。在天體物理學中，這種旋轉多普勒效應被用于探測天體的旋轉速度。

“當一個行星旋轉時，在朝向觀察者旋轉的一邊，它發出的光的頻率會變得更高；而在背離觀察者的一邊，頻率變低。在分子水平也同樣如此，但要在實驗室里證明分子層面也存在多普勒效應非常困難。”該研究小組成員、俄勒岡大學退休化學教授T·達拉·托馬斯說，“這是，我們在分子層面證明了這一理論的真實性。而且在分子這一微觀尺度上，旋轉多普勒效應甚至比分子在線性運動中顯示的多普勒效應更加重要。”

多普勒效應在日常生活中也有廣泛應用。如果你在限速30英里的路段超過了時速45英里，不管你是否意識到，都會收到多普勒效應帶來的一張超速行駛罰單。路邊的雷達測速儀，正是基于物體運動而產生的頻率變化，來測定運動物體的速度的。

“很久前我們就知道了多普勒效應，但直到現在才在分子層面觀察到旋轉多普勒效應。”托馬斯指出，這有助于人們更深入地理解分子光譜（利用分子輻射來研究分子組成和化學性質），以及用于研究高能電子等。