[发明专利]一种应用于多普勒效应的实验装置和实现系统

说明书

本发明涉及多普勒效应测试实验技术领域，提供了一种应用于多普勒效应的实验装置和实现系统。其中实验装置中电机、传动齿轮组和旋转杆均设置在基座上，旋转杆经由传动齿轮组完成与电机转轴之间的驱动耦合；旋转杆上设置有至少两个用于布局至少两个拥有预设发射频率的声源的固定节点；第一声波采集器设置在基座一侧，并且第一声波采集器与旋转杆的旋转平面位于同一水平面。本发明提供了一种应用于多普勒效应的实验装置，通过在同一旋转杆上设置至少两个不同频率的声源，从而实现更高效的实验数据采集目的；其中，不同的频率的声源可以设置不同旋转半径的固定节点上，从而保证了一轮旋转实验所能获得有效实验数据的数量。

【技术领域】

本发明涉及多普勒效应测试实验技术领域，特别是涉及一种应用于多普勒效应的实验装置和实现系统。

【背景技术】

多普勒效应是多普勒博士在1842年发现的一种理论。它显示了一个相对于波源移动的观察者的波动频率。根据物理课堂,多普勒效应的定义是：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。在运动的波源前面，波被压缩，波长变得较短，频率变得较高(蓝移blue shift)；在运动的波源后面时，会产生相反的效应。波长变得较长，频率变得较低(红移red shift)；波源的速度越高，所产生的效应越大。根据波红(蓝)移的程度，可以计算出波源循着观测方向运动的速度。

多普勒效应在我们的日常生活中很常见。例如，全球定位系统是我们的日常产品，它给我们提供了很多便利，指引我们进入一个新的城市。多普勒效应是应用于GPS的关键理论之一。这颗卫星装有一个信号源，它在轨道上运行时，不断地向地面发射电磁波。地面GPS接收器接收此信号并通过多普勒效应计算接收机的经度、纬度和高度。

现有的教学实验用的多普勒效应的实验装置大多由单一的声源构成，如专利号为CN204965863U，专利名称为“旋转式多普勒效应演示装置”中所公开的演示装置便为在旋转杆上单侧设置蜂鸣器，并配以相应的采集装置和驱动电机来完成演示实验的。现有技术中的这种方式，不仅降低了演示测试的实现效率，而且，会受到实验场景中诸多噪音干扰影响，使得最终的实验演示结果不明显，甚至出现无法直观观察到结果的情况发生。

鉴于此，克服该现有技术所存在的缺陷是本技术领域亟待解决的问题。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题是现有的多普勒效应演示测试装置中，多采用单侧设置蜂鸣器的结构形式，从而降低了实验数据采集的效率，例如专利号为CN204965863U所提出的技术方案，就需要多次停住演示装置，并且在水平旋棍的不同区域设置蜂鸣器才能实现不同声源运动速度的调整。

本发明进一步要解决的技术问题是现有的演示测试装置中，无法有效克服演示环境中存在的各种噪音影响，造成实验结果效果不明显的问题。

本发明采用如下技术方案：

一种应用于多普勒效应的实验装置，包括基座1、电机2、传动齿轮组3、旋转杆4、至少两个拥有预设发射频率的声源和第一声波采集器6，具体的：

所述电机2、传动齿轮组3和旋转杆4均设置在所述基座1上，所述旋转杆4经由所述传动齿轮组3完成与电机2转轴之间的驱动耦合；

所述旋转杆4上设置有至少两个用于布局所述至少两个拥有预设发射频率的声源的固定节点；

所述第一声波采集器6设置在所述基座1一侧，并且所述第一声波采集器6与所述旋转杆4的旋转平面位于同一水平面或者相临近的水平面；

其中，所述第一声波采集器6设置有数据传输接口，用于将采集到的声波数据发送给智能终端处理。

优选的，所述至少两个拥有预设发射频率的声源，具体为：