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一种验证多普勒效应公式的演示实验装置制造方法及图纸

技术编号:14599215 阅读:352 留言:0更新日期:2017-02-09 02:48
本实用新型专利技术公开了一种验证多普勒效应公式的演示实验装置,其特征在于,桌面上水平固定圆柱形有机玻璃管,圆柱形有机玻璃管中间装有光电门,两端分别装有步进电动机和拾音器;手机放置在圆柱形有机玻璃管中,并通过细线与步进电动机相联;步进电动机、开关和直流稳压电源组成闭合电路;光电门和计时计数测速仪相连;拾音器和频率计相连。本实用新型专利技术具有结构简单,操作直观简便、实验结果更准确、更有助于学生科学探究多普勒效应等优点。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种实验装置,特别涉及一种验证多普勒效应公式的演示实验装置。
技术介绍
1842年5月25日,在布拉格举行的皇家波希米亚学会科学分会会议上,ChristianDoppler提交的“UeberdasfarbigeLichtderDoppelsterneundeinigerandererGestirnedesHimmels”的论文,提出了由于波源或观察者的运动而出现观测频率与波源频率不同的现象。后来称之为多普勒效应。1845年,荷兰皇家气象学院院长BuysBallot在乌得勒支铁路上进行了实验,让机车牵引一节平板车厢,上边坐上一队小号手奏乐,当机车快速驶来驶去时,由一些训练有素的音乐家用自己的耳朵判断音调的变化;然后音乐家与号手对调位置,重新实验,观测到了管乐器音调的明显变化,验证了应用于声学时多普勒原理的正确性。多普勒效应是高中物理选修内容,是大学物理的必修内容,是机械波的扩展,是对波动知识的巩固、深化和提高。多普勒效应在科学研究、工程技术、交通管理、医疗诊断、气象预报等各方面都有着广泛的应用。然而在教学过程中,老师讲解多普勒效应时由于受制于课堂条件的限制,缺乏进行实验探究的演示实验仪器,大多数是通过观看火车(飞机)等视频引入多普勒效应,用动画等分析多普勒效应产生的原因,学生难以理解。为了使多普勒效应教学更生动、形象、直观、准确、科学,根据多次参加全国大学生与研究生物理教学技能暨自制教具与设计实验展评的实战经验,结合参考文献的成果,设计了一种验证多普勒效应公式的演示实验装置,既可以激发学生的学习兴趣,又可以消除学生心中的疑虑,更有助于培养学生的科学探究精神。
技术实现思路
本技术的目的在于针对上述问题,提供一种操作直观简便、更有助于学生科学验证多普勒效应公式的演示实验装置。本技术是这样实现的,一种验证多普勒效应公式的演示实验装置,其特征在于,桌面上水平固定圆柱形有机玻璃管,圆柱形有机玻璃管中间装有光电门,两端分别装有步进电动机和拾音器;手机放置在圆柱形有机玻璃管中,并通过细线与步进电动机相联;步进电动机、开关和直流稳压电源组成闭合电路;光电门和计时计数测速仪相连;拾音器和频率计相连。调节直流稳压电源的电压可以控制步进电动机的转速,从而改变手机在圆柱形有机玻璃管中匀速运动的速度;手机匀速运动的速度由光电门和计时计数测速仪测量;所述的手机可以发出单一频率的声波;拾音器可以接收到手机发出声波,其频率由频率计测量。本技术具有结构简单,操作直观简便、实验结果更准确、更有助于学生科学探究多普勒效应等优点。附图说明图1为验证多普勒效应公式的演示实验装置。在图中,1、圆柱形有机玻璃管,2、手机,3、细线,4、步进电动机,5、直流稳压电源,6、开关,7、光电门,8、计时计数测速仪,9、拾音器,10、频率计。具体实施方式如图1所示,一种验证多普勒效应公式的演示实验装置,其特征在于,桌面上水平固定圆柱形有机玻璃管1,圆柱形有机玻璃管1中间装有光电门7,两端分别装有步进电动机4和拾音器9;手机2放在圆柱形有机玻璃管1中,并通过细线3与步进电动机4相联;步进电动机4、开关6和直流稳压电源5组成闭合电路;光电门7和计时计数测速仪8相联;拾音器9和频率计10相联。调节直流稳压电源5的电压可以控制步进电动机4的转速,从而改变手机2在圆柱形有机玻璃管1中匀速运动的速度;手机2匀速运动的速度由光电门7和计时计数测速仪8测量;所述的手机2可以发出单一频率的声波;拾音器9接收到手机2发出声波,其频率由频率计10测量。实验方法:(1)测量声源的频率。按图1联接好实验装置,打开手机2,发出固定频率的声波,用频率计10测量其频率。(2)测量声源相对观察者的运动速度和声源接收到的频率。调节直流稳压电源的电压,闭合开关6,步进电动机4通过细线3带动手机2在圆柱形有机玻璃管1中匀速运动,从计时计数测速仪8读出手机2匀速运动的速度,从频率计10读出拾音器(观察者)9接收到手机(声源)2发出声波的频率。(3)验证多普勒效应公式。将手机(声源)相对拾音器(观察者)的运动速度、手机(声源)发出声波的频率和声波在空气中的传播速度,代入多普勒效应公式,计算出拾音器(观察者)接收到频率的理论值,再将拾音器(观察者)接收到频率的测量值与理论值进行比较,计算出相对误差。本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种验证多普勒效应公式的演示实验装置,其特征在于,桌面上水平固定圆柱形有机玻璃管,圆柱形有机玻璃管中间装有光电门,两端分别装有步进电动机和拾音器;手机放置在圆柱形有机玻璃管中,并通过细线与步进电动机相联;步进电动机、开关和直流稳压电源组成闭合电路;光电门和计时计数测速仪相连;拾音器和频率计相连。

【技术特征摘要】
1.一种验证多普勒效应公式的演示实验装置,其特征在于,桌面上水平固定圆柱形有机玻璃管,圆柱形有机玻璃管中间装有光电门,两端分别装有步进电动机和拾音器;手机放置在圆柱形有机玻璃管中,并通过细线与步进电动机相联;步进电动机、开关和直流稳压电源组成闭合电路;光电门和计时计数测速仪相连;拾音器和频率计相连。2.根据权利要求1所述的一种验证多普勒效应公式的演示实验装置,其特征在于,调节直流稳压电源的电压可以控制步进电动机的...

【专利技术属性】
技术研发人员:蒋达国叶媛秀汪鸿昌张本国
申请(专利权)人:井冈山大学
类型:新型
国别省市:江西;36

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