一種多普勒效應(yīng)探究實驗裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種實驗裝置，特別涉及一種多普勒效應(yīng)探究實驗裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]多普勒效應(yīng)是我們生活中常見的一種物理現(xiàn)象，當(dāng)火車靠近我們時汽笛聲變得尖銳，而當(dāng)火車遠(yuǎn)離我們的時候汽笛聲變得低沉。這一理論是Doppler于1842年首先提出來的。他指出，物體輻射的波長因為波源和觀測者的相對運動而發(fā)生變化。當(dāng)波源和觀察者相互靠近時，波長變短，頻率變高，即發(fā)生藍(lán)移現(xiàn)象；當(dāng)波源和觀察者相互遠(yuǎn)離時，產(chǎn)生相反的效應(yīng)，波長變長，頻率變低，即發(fā)生紅移。波源與觀察者相對速度越高，所產(chǎn)生的效應(yīng)越大。根據(jù)波紅(藍(lán))移的程度，可以計算出波源循著觀測方向運動速度，我們常見的汽車測速儀即是根據(jù)這一原理制作而成。多普勒效應(yīng)在科學(xué)研究、工程技術(shù)、交通管理、醫(yī)療診斷、氣象預(yù)報等各方面都有著廣泛的應(yīng)用。
[0003]高中階段，多普勒效應(yīng)的教學(xué)，通常是讓學(xué)生觀看視頻“當(dāng)列車進(jìn)站時，我們聽到的汽笛聲不僅越來越大，而且音調(diào)也越來越高；列車離站時汽笛聲不僅越來越小，而且音調(diào)降低”。并以此引入“多普勒效應(yīng)”的概念。這樣引入新課存在科學(xué)問題，從理論上分析，當(dāng)列車向我們迎面駛來的時候，我們所聽到的音調(diào)變化有3種可能:勻速駛來，聽見的音調(diào)高低不變；加速駛來，聽見的音調(diào)升高；減速駛來，聽見的音調(diào)降低。同理，當(dāng)列車遠(yuǎn)離我們而去時，聽見的音調(diào)變化也有3種情況:勻速駛?cè)ィ犚姷囊粽{(diào)高低不變；加速駛?cè)ィ犚姷囊粽{(diào)降低；減速駛?cè)?，聽見的音調(diào)升高。在講解“多普勒效應(yīng)”本質(zhì)時，一般也是紙上談兵，用“動畫”或“數(shù)人(鴨子)”得出結(jié)論“當(dāng)聲源和觀察者相對運動時，觀察者單位時間接收到的完全波的個數(shù)與聲源單位時間發(fā)出的完全波的個數(shù)有3種可能:大于或小于或等于”，并不會用實驗加以驗證。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型的目的在于針對多普勒效應(yīng)教學(xué)中存在的不足，設(shè)計了一種多普勒效應(yīng)探究實驗裝置，以形象地構(gòu)建多普勒效應(yīng)的概念，深刻理解多普勒效應(yīng)的本質(zhì)，既激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，消除學(xué)生心中的疑慮，又有助于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神。
[0005]本實用新型是這樣實現(xiàn)的，一種多普勒效應(yīng)探究實驗裝置，其特征在于包括構(gòu)建多普勒效應(yīng)概念的實驗裝置和探究多普勒效應(yīng)本質(zhì)的實驗裝置；構(gòu)建多普勒效應(yīng)概念的實驗裝置由聲波發(fā)生器通過音頻線連接音箱構(gòu)成，所述的聲波發(fā)生器可以發(fā)出不同頻率的聲波；探究多普勒效應(yīng)本質(zhì)的實驗裝置是由有機(jī)玻璃板、有機(jī)玻璃軌道、小車、手機(jī)、拾音器、頻率計和擋板組成，有機(jī)玻璃軌道置于有機(jī)玻璃板上，有機(jī)玻璃軌道由一段水平軌道和斜面軌道組成，斜面軌道的末端由擋板支撐，手機(jī)固定在小車上，小車可以在軌道作勻速、加速和減速直線運動，在有機(jī)玻璃軌道具有斜面的一端裝有拾音器，拾音器與頻率計相連；拾音器可以接收手機(jī)發(fā)出的聲波，其頻率用頻率計測量。
[0006]所述的手機(jī)可以發(fā)出單一頻率的聲波。
[0007]所述的小車在電池的驅(qū)動下可以在軌道上作勻速、加速和減速直線運動。
[0008]本實用新型的有益效果是，它具有結(jié)構(gòu)簡單，操作直觀簡便、實驗結(jié)果可量化、更有助于學(xué)生科學(xué)探究多普勒效應(yīng)的實驗裝置等優(yōu)點。
【附圖說明】
[0009]圖1為本實用新型構(gòu)建多普勒效應(yīng)概念的實驗裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖2本實用新型探究多普勒效應(yīng)本質(zhì)的實驗裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]在圖中，1、聲波發(fā)生器2、音箱3、有機(jī)玻璃板4、有機(jī)玻璃軌道5、小車6、手機(jī)
7、拾音器8、頻率計9、擋板。
【具體實施方式】
[0012]如圖所示，一種多普勒效應(yīng)探究實驗裝置，包括構(gòu)建多普勒效應(yīng)概念的實驗裝置和探究多普勒效應(yīng)本質(zhì)的實驗裝置。
[0013]構(gòu)建多普勒效應(yīng)概念的實驗裝置由聲波發(fā)生器(I)通過音頻線連接音箱(2)構(gòu)成，所述的聲波發(fā)生器(I)可以發(fā)出不同頻率的聲波。
[0014]探究多普勒效應(yīng)本質(zhì)的實驗裝置是由有機(jī)玻璃板(3)、有機(jī)玻璃軌道(4)、小車
(5)、手機(jī)(6)、拾音器(7)、頻率計(8)和擋板(9)組成，有機(jī)玻璃軌道(4)置于有機(jī)玻璃板
(3)上，有機(jī)玻璃軌道(4)由一段水平軌道和斜面軌道組成，斜面軌道的末端由擋板(9)支撐，手機(jī)(6)固定在小車(5)上，小車(5)可以在軌道作勻速、加速和減速直線運動，在有機(jī)玻璃軌道(4 )具有斜面的一端裝有拾音器(7 )，拾音器(7 )與頻率計(8 )相連；拾音器(7 )可以接收手機(jī)(6 )發(fā)出的聲波，其頻率用頻率計(8 )測量。
[0015]所述的手機(jī)(6)可以發(fā)出單一頻率的聲波。
[0016]所述的小車(5)在電池的驅(qū)動下可以在有機(jī)玻璃軌道(4)上作勻速、加速和減速直線運動。
[0017]應(yīng)用所述演示實驗裝置的實驗方法:
[0018]—、構(gòu)建多普勒效應(yīng)概念
[0019]先讓音箱(5)的位置固定不動，調(diào)節(jié)聲波發(fā)生器(I)使音箱(2)發(fā)出多個不同頻率的聲波(先從高到低，再從低到高)，讓學(xué)生感受到:聲波的頻率越高，其音調(diào)越高，頻率越低，其音調(diào)越低。
[0020]然后用聲波發(fā)生器(I)控制音箱(2)發(fā)出一個固定頻率的聲波，同時讓音箱(2)轉(zhuǎn)動，讓學(xué)生感受到:當(dāng)聲源的頻率不變，聲源和觀察者相對運動時，觀察者接收到的頻率也會發(fā)生變化。以此構(gòu)建多普勒效應(yīng)概念。
[0021]二、探究多普勒效應(yīng)本質(zhì)
[0022]先使手機(jī)(5 )和拾音器(7 )位置固定不動，用頻率計(8 )測量拾音器(7 )接收到手機(jī)(5)發(fā)出聲波的頻率。
[0023]然后讓載著手機(jī)(6)的小車(5)在水平的有機(jī)玻璃軌道(4)上勻速和加速，以及在傾斜的有機(jī)玻璃軌道(4)上減速靠近拾音器(7)，用頻率計(8)測量拾音器(7)接收到手機(jī)
(6)發(fā)出聲波的頻率?？梢则炞C:當(dāng)聲源勻速、加速和減速靠近觀察者時，觀察者接收到聲波的頻率都大于聲源發(fā)出的頻率，且勻速靠近時頻率不變，加速靠近時頻率升高，減速靠近時頻率降低。
[0024]再讓載著手機(jī)(6)的小車(5)在水平的有機(jī)玻璃軌道(4)上勻速和加速，以及在傾斜的有機(jī)玻璃軌道(4)上減速遠(yuǎn)離拾音器(7)，用頻率計(8)測量拾音器(7)接收到手機(jī)(6)發(fā)出聲波的頻率?？梢则炞C:當(dāng)聲源勻速、加速和減速遠(yuǎn)離觀察者時，觀察者接收到聲波的頻率都小于聲源發(fā)出的頻率，且勻速遠(yuǎn)離時頻率不變，加速遠(yuǎn)離時頻率降低，減速靠近時頻率升高。
【主權(quán)項】
1.一種多普勒效應(yīng)探究實驗裝置，其特征在于包括構(gòu)建多普勒效應(yīng)概念的實驗裝置和探究多普勒效應(yīng)本質(zhì)的實驗裝置；構(gòu)建多普勒效應(yīng)概念的實驗裝置由聲波發(fā)生器通過音頻線連接音箱構(gòu)成，所述的聲波發(fā)生器可以發(fā)出不同頻率的聲波；探究多普勒效應(yīng)本質(zhì)的實驗裝置是由有機(jī)玻璃板、有機(jī)玻璃軌道、小車、手機(jī)、拾音器、頻率計和擋板組成，有機(jī)玻璃軌道置于有機(jī)玻璃板上，有機(jī)玻璃軌道由一段水平軌道和斜面軌道組成，斜面軌道的末端由擋板支撐，手機(jī)固定在小車上，小車可以在軌道作勻速、加速和減速直線運動，在有機(jī)玻璃軌道具有斜面的一端裝有拾音器，拾音器與頻率計相連；拾音器可以接收手機(jī)發(fā)出的聲波，其頻率用頻率計測量。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多普勒效應(yīng)探究實驗裝置，其特征在于，所述的手機(jī)可以發(fā)出單一頻率的聲波。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多普勒效應(yīng)探究實驗裝置，其特征在于，所述的小車在電池的驅(qū)動下可以在軌道上作勻速、加速和減速直線運動。
【專利摘要】本實用新型公開了一種多普勒效應(yīng)探究實驗裝置，其包括構(gòu)建多普勒效應(yīng)概念的實驗裝置和探究多普勒效應(yīng)本質(zhì)的實驗裝置；構(gòu)建多普勒效應(yīng)概念的實驗裝置由聲波發(fā)生器通過音頻線連接音箱構(gòu)成；探究多普勒效應(yīng)本質(zhì)的實驗裝置是由有機(jī)玻璃板、有機(jī)玻璃軌道、小車、手機(jī)、拾音器、頻率計和擋板組成，有機(jī)玻璃軌道置于有機(jī)玻璃板上，有機(jī)玻璃軌道由一段水平軌道和斜面軌道組成，斜面軌道的末端由擋板支撐，手機(jī)固定在小車上，小車可在軌道作勻速、加速和減速直線運動，在有機(jī)玻璃軌道具有斜面的一端裝有拾音器，拾音器與頻率計相連。本實用新型具有結(jié)構(gòu)簡單，操作直觀簡便、實驗結(jié)果可量化、更有助于學(xué)生科學(xué)探究多普勒效應(yīng)的實驗等優(yōu)點。
【IPC分類】G09B23/14
【公開號】CN204884332
【申請?zhí)枴緾N201520491289
【發(fā)明人】蔣達(dá)國, 葉媛秀
【申請人】井岡山大學(xué)
【公開日】2015年12月16日
【申請日】2015年7月9日