[发明专利]演示多普勒效应的实验装置及其演示多普勒效应的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种演示多普勒效应的实验装置及其演示多普勒效应的方法。

背景技术

在日常生活中，人们都会有这种经验：当一列鸣着汽笛的火车经过某观察者时，他会发现火车汽笛的声调由高变低。为什么会发生这种现象呢？这是因为声调的高低是由声波振动频率的不同决定的，如果频率高，声调听起来就高；反之声调听起来就低。这种现象称为多普勒效应。多普勒效应(Doppler effect)是为纪念奥地利物理学家及数学家克里斯琴·约翰·多普勒(Christian JohannDoppler)而命名的，他于1842年首先提出了这一理论。多普勒认为，物体辐射的波长因为波源和观测者的相对运动而产生变化。随着时间的推移，多普勒效应已被广泛应用到各行各业。

但是由于缺少实验工具，好多人还是不能真正的理解多普勒效应究竟是怎样形成的和多普勒效应的图形。

发明内容

本发明是为了提供一种演示多普勒效应的实验装置及其演示多普勒效应的方法。该实验装置利用水波将多普勒效应进行形象的表现，从而使参与者直观的了解多普勒效应究竟是怎样形成的这一科学道理。

本发明采取的技术方案是：演示多普勒效应的实验装置，其特点是，包括一容器，容器中盛水；还包括在容器上方设置的一对导轨、以及可在该导轨上进行水平移动的移动部件，所述的移动部件包括一移动小车和悬挂在该移动小车下方的小锤；所述的小锤接触水面。

上述演示多普勒效应的实验装置，其中，所述的移动小车包括车体，所述车体底部两侧设有可在所述导轨中移动的滑轮。

上述演示多普勒效应的实验装置，其中，所述的移动小车底部的滑轮两侧设有倒“U”型卡件，该倒“U”型卡件卡在所述导轨上。

上述演示多普勒效应的实验装置，其中，还包括驱动所述移动小车移动的直线减速电机和驱动小锤上下运动的上下振动减速电机。

上述演示多普勒效应的实验装置，其中，所述的移动小车与小锤之间通过硬质杆连接。

上述演示多普勒效应的实验装置，其中，所述的导轨的起始点和终端点均设有限位块，所述移动小车相对导轨终端限位块的部位设有切换开关，相对导轨起始点的部位设有切断开关；所述移动小车移动到导轨的终端，受终端点限位块碰撞，切换开关动作，驱动电机反向运转，移动小车后退；后退到导轨的起始点，受起始点限位块碰撞，切断开关动作，移动小车停止移动。

上述演示多普勒效应的实验装置，其中，所述的容器设有进水口和出水口。

上述演示多普勒效应的实验装置，其中，所述的容器内的水面上设有一层对水波进行缓冲的缓冲物。

采用演示多普勒效应的实验装置演示多普勒效应的方法，其特点是，包括以下步骤：

步骤1、设置一容器，容器中盛水；还包括在容器上方设置的一对导轨、以及可在该导轨上进行水平移动的移动部件，所述的移动部件包括一移动小车和悬挂在该移动小车下方的小锤；所述的小锤接触水面；

步骤2、按动启动按钮，驱动电机驱动小锤作上下运动，小锤在同一个地方击打水面，水波成同心圆向四周扩散；

步骤3、当小锤击打水面一段时间后，驱动电机驱动小锤在导轨上进行水平运动，小锤划动水面，小锤周围的水波发生疏密变化，演示多普勒效应；

步骤4、演示一个来回后，停止演示。

上述采用演示多普勒效应的实验装置演示多普勒效应的方法，其中，所述的导轨的起始点和终端点均设有限位块，所述移动小车相对导轨终端限位块的部位设有切换开关，相对导轨起始点的部位设有切断开关；所述移动小车移动到导轨的终端，受终端点限位块碰撞，切换开关动作，驱动电机反向运转，移动小车后退；后退到导轨的起始点，受起始点限位块碰撞，切断开关动作，移动小车停止移动；该次演示结束。

由于本发明采用了以上的技术方案，制作一个容器，容器内盛水，在容器上方安装能够水平运动的导轨，导轨上安装能够击打水面的带小锤的移动小车。当小锤随移动小车在导轨上进行水平移动时，小锤击打水面，水面上即可出现水波的疏密情况，该水波的疏密情况即为演示的多普勒效应。效果直观。

附图说明

本发明的具体结构由以下的实施例及其附图进一步给出。

图1是本发明演示多普勒效应的实验装置的整体结构示意图。

图2是图1的俯视图。

图3是图1的侧视图。

图4是本发明演示多普勒效应的实验装置中移动部件的结构示意图，其中a是移动小车的俯视图；b是移动小车的侧视图。

图5本发明演示多普勒效应的实验装置演示的多普勒效应效果图。