題-1_100_100.jpg)
基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 基于多普勒效應(yīng)的水波特性研究裝置
- 小類：
- 數(shù)理
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 本作品是利用多普勒效應(yīng)對水波傳播（不同于聲波、光波）的研究。
- 詳細(xì)介紹：
- 通過毛玻璃屏清晰展現(xiàn)水波波紋疏密情況，直接演示出多普勒效應(yīng)，通過設(shè)計(jì)出的光電檢測裝置無接觸地測量出水波的頻率及頻率的變化情況。針對水波振幅微弱的特點(diǎn)，我們專門設(shè)計(jì)出了利用光桿桿放大效應(yīng)的光電檢測裝置,無接觸的測量水波頻率。 研究了波源運(yùn)動(dòng)，探頭不動(dòng)情況下水波波速的變化，得到了波源運(yùn)動(dòng)將導(dǎo)致水波波速發(fā)生改變的重要結(jié)論。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 目的：通過毛玻璃屏清晰展現(xiàn)水波波紋疏密情況，直接演示出多普勒效應(yīng)，通過設(shè)計(jì)出的光電檢測裝置無接觸地測量出水波的頻率及頻率的變化情況。 創(chuàng)新點(diǎn)：針對水波振幅微弱的特點(diǎn)，我們專門設(shè)計(jì)出了利用光桿桿放大效應(yīng)的光電檢測裝置,無接觸的測量水波頻率。 主要技術(shù)指標(biāo)：研究了波源運(yùn)動(dòng)，探頭不動(dòng)情況下水波波速的變化，得到了波源運(yùn)動(dòng)將導(dǎo)致水波波速發(fā)生改變的重要結(jié)論。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 利用水波做多普勒效應(yīng)展示，可以充分利用水波波形容易觀察，現(xiàn)象明顯，通過移動(dòng)波源的位置就可以直觀的觀察到多普勒效應(yīng)，十分簡單、方便。但是通過調(diào)查我們發(fā)現(xiàn)，在國內(nèi)尚未有一種利用水波演示多普勒效應(yīng)的裝置能夠同時(shí)測得多普勒頻率。 本作品在設(shè)計(jì)頻率測量儀利用光杠桿效應(yīng)，通過折射的激光在水波波紋一個(gè)周期內(nèi)將有兩次抖動(dòng)可以接受到，在適當(dāng)距離通過集成電轉(zhuǎn)化及放大器件OPT101接收抖動(dòng)的激光，再利用虛擬儀器平臺LabVIEW編寫的軟件完成對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，以此得到多普勒頻率。利用此原理設(shè)計(jì)的多普勒頻率測量儀在測量頻率時(shí)方便、準(zhǔn)確、便于操作，可以準(zhǔn)確體現(xiàn)多普勒效應(yīng)。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 2010年11月在廣東省物理學(xué)會(huì)舉辦的廣東省第十一屆大學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)大賽中獲得一等獎(jiǎng)
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 實(shí)物、產(chǎn)品
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測
- 本作品便于應(yīng)用于多普勒效應(yīng)的教學(xué)演示上，面向?qū)W生使用的可靠、直觀、操作性強(qiáng)、物理量顯示簡潔的多普勒效應(yīng)綜合實(shí)驗(yàn)裝置，十分適合應(yīng)用于多普勒實(shí)驗(yàn)教學(xué)中。通過光信號采集處理，可以在計(jì)算機(jī)上顯示出水波的頻率。在測量水波波速，同時(shí)利用本裝置還探討了波源運(yùn)動(dòng)時(shí)的水波色散特性，十分新穎。
同類課題研究水平概述
- 多普勒效應(yīng)是高中及大學(xué)物理的一個(gè)重要內(nèi)容，因此直觀形象的演示出多普勒效應(yīng)以便于學(xué)生的理解掌握顯得十分必要。目前多普勒效應(yīng)的教學(xué)演示儀器在市場上較多，但是這些儀器多采用光波、聲波等進(jìn)行演示。聲波是經(jīng)常用來演示多普勒效應(yīng)的，但是利用聲波雖然可以通過聲音變化說明多普勒效應(yīng)，但不直觀且沒有數(shù)據(jù)進(jìn)行支持；采用光波雖然便于量化多普勒效應(yīng)，但是因?yàn)楣馑龠_(dá)到 ，如此快的速度要求物體運(yùn)動(dòng)速度只有接近光速，才能有較大的相對頻移量，以目前技術(shù)這顯然難以實(shí)現(xiàn)，因此用光波來演示多普勒效應(yīng)最終還是多采用雙干涉法再轉(zhuǎn)化為聲音進(jìn)行演示，這樣仍然沒有擺脫聲音演示不直觀的缺點(diǎn)，因而這樣的多普勒效應(yīng)演示儀在市場上雖然較多，但因?yàn)榇嬖谏鲜龅牟蛔?，不能引?dǎo)學(xué)生深入掌握并運(yùn)用多普勒效應(yīng)。 利用水波做多普勒效應(yīng)展示，可以充分利用水波波形容易觀察，現(xiàn)象明顯，通過移動(dòng)波源的位置就可以直觀的觀察到多普勒效應(yīng)，十分簡單、方便。 雖然利用水波具有如此多優(yōu)點(diǎn)，但是通過調(diào)查我們發(fā)現(xiàn)，在國內(nèi)尚未有一種利用水波演示多普勒效應(yīng)的裝置能夠同時(shí)測得多普勒頻率，通過多普勒頻率與現(xiàn)象對比來深入淺出的說明多普勒效應(yīng)，因而設(shè)計(jì)一種利用水波演示多普勒效應(yīng)，同時(shí)又能夠測量水波多普勒頻率的裝置，顯得尤為重要。
