介紹 在本實驗中,我們將了解觀察到的聲音頻率如何變化: ?源的速度 ?觀察者的速度 ?攜帶波浪的媒介的速度

我們將使用由風扇產生的氣流來模擬所需的條件,以顯示多普勒效應如何改變觀察到的聲音頻率。 通過敲擊管道或樂器(三角形)產生頻率。Picoscope軟件用于記錄生成頻率的頻譜。當我們在風扇產生的氣流內進行實驗,擊中相同的管道或樂器(在氣流內)并比較風扇開啟前后的觀察頻率時,觀察到頻率的變化。 在您進行實驗之前,我們建議您了解多普勒效應的理論,并考慮該原理的應用(測量高速公路和警察的速度,宇宙的速度和膨脹)。在這種情況下,頻率的源或觀察者沒有速度,但是當風扇接通時,攜帶空氣的速度發生變化。根據實驗設置,您可以觀察到源頻率的正或負變化。如果氣流來自源頻率(它模擬源頻率速度),并且當氣流來自觀察者時(模擬DrDAQ速度或觀察者速度),您可以觀察到負變化。


多普勒效應作為一種強大的科學工具 多普勒效應是許多科學和應用技術工作者使用的非常有用和強大的工具。多普勒效應適用于以下研究: ?高速公路和高速公路上的汽車速度 ?宇宙的大爆炸理論 ?星星和星系離我們的速度有多快 這也適用于遠距離恒星的研究以及管道中流體的測量速度,而不會干擾研究液體(流量計)的運動。


所需設備 ?DrDAQ數據記錄器 和 Picoscope示波器軟件 ?電扇 ?頻率源:1“直徑和10”長的管子或三角形 ?金屬鉛筆或任何金屬條。


實驗設置 將風扇安裝在距離DrDAQ數據記錄器3英尺的位置。使用電線,將管道或三角形懸掛在距離DrDAQ 2.5英尺處(管道應位于風扇和DrDAQ之間,并處于同一水平)。檢查從風扇到DrDAQ的氣流是否足夠強且均勻,并且沒有氣流干擾。 設置Picoscope:您應該運行Picoscope軟件,并使用0%的Single和Falling觸發模式。選擇頻譜模式。在高分辨率(4800個頻段)和dB中使用觸發模式。


進行實驗 步驟1.拍攝沒有氣流的光譜。 設置實驗后,在觸發模式和光譜中運行Picoscope。用金屬條擊打管道,以獲取所產生聲音的光譜。進行多次相同的擊打并檢查您是否具有重復頻譜以及1800至2500 Hz范圍內的清晰且強烈的頻率。標記您在此范圍內觀察到的最強頻率并將文件另存為

STEP1.PSD 并作為 STEP1.TXT 您應該在1800到2500 Hz的范圍內觀察到最強頻率為5到25 Hz的偏移。這種轉變是由氣流引入的多普勒效應。在這種條件下取幾個光譜來觀察效果。


問題和結果討論 1.為什么我們看到所選頻率的變化? 2.為什么頻率變化為正? 3.如果我們改變風扇的位置并將氣流從聲音傳感器發送到頻率源,觀察到的頻率如何變化? 4.如果一個男孩撞到管道朝向聲音傳感器運行,頻率會發生什么?(扇子關) 5.如果一個男孩撞到管道遠離聲音傳感器,頻率會發生什么?(扇子關) 6.根據多普勒效應理論,我們如何利用頻率的變化來測量空氣速度?

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