[發明專利]演示多普勒效應的實驗裝置及其演示多普勒效應的方法

無效

• 申請號: 201010164846.0
• 申請日: 2010-04-29
• 公開（公告）號: CN102236987A
• 公開（公告）日: 2011-11-09
• 發明（設計）人: 陳穎;孫源;余麗江
• 申請（專利權）人: 上海科技館
• 主分類號: G09B23/00
• 分類號: G09B23/00
• 代理公司: 上海華祺知識產權代理事務所 31247
• 代理人: 左一平

技術領域

本發明涉及一種演示多普勒效應的實驗裝置及其演示多普勒效應的方法。

背景技術

在日常生活中，人們都會有這種經驗：當一列鳴著汽笛的火車經過某觀察者時，他會發現火車汽笛的聲調由高變低。為什么會發生這種現象呢？這是因為聲調的高低是由聲波振動頻率的不同決定的，如果頻率高，聲調聽起來就高；反之聲調聽起來就低。這種現象稱為多普勒效應。多普勒效應(Doppler?effect)是為紀念奧地利物理學家及數學家克里斯琴·約翰·多普勒(Christian?JohannDoppler)而命名的，他于1842年首先提出了這一理論。多普勒認為，物體輻射的波長因為波源和觀測者的相對運動而產生變化。隨著時間的推移，多普勒效應已被廣泛應用到各行各業。

但是由于缺少實驗工具，好多人還是不能真正的理解多普勒效應究竟是怎樣形成的和多普勒效應的圖形。

發明內容

本發明是為了提供一種演示多普勒效應的實驗裝置及其演示多普勒效應的方法。該實驗裝置利用水波將多普勒效應進行形象的表現，從而使參與者直觀的了解多普勒效應究竟是怎樣形成的這一科學道理。

本發明采取的技術方案是：演示多普勒效應的實驗裝置，其特點是，包括一容器，容器中盛水；還包括在容器上方設置的一對導軌、以及可在該導軌上進行水平移動的移動部件，所述的移動部件包括一移動小車和懸掛在該移動小車下方的小錘；所述的小錘接觸水面。

上述演示多普勒效應的實驗裝置，其中，所述的移動小車包括車體，所述車體底部兩側設有可在所述導軌中移動的滑輪。

上述演示多普勒效應的實驗裝置，其中，所述的移動小車底部的滑輪兩側設有倒“U”型卡件，該倒“U”型卡件卡在所述導軌上。

上述演示多普勒效應的實驗裝置，其中，還包括驅動所述移動小車移動的直線減速電機和驅動小錘上下運動的上下振動減速電機。

上述演示多普勒效應的實驗裝置，其中，所述的移動小車與小錘之間通過硬質桿連接。

上述演示多普勒效應的實驗裝置，其中，所述的導軌的起始點和終端點均設有限位塊，所述移動小車相對導軌終端限位塊的部位設有切換開關，相對導軌起始點的部位設有切斷開關；所述移動小車移動到導軌的終端，受終端點限位塊碰撞，切換開關動作，驅動電機反向運轉，移動小車后退；后退到導軌的起始點，受起始點限位塊碰撞，切斷開關動作，移動小車停止移動。

上述演示多普勒效應的實驗裝置，其中，所述的容器設有進水口和出水口。

上述演示多普勒效應的實驗裝置，其中，所述的容器內的水面上設有一層對水波進行緩沖的緩沖物。

采用演示多普勒效應的實驗裝置演示多普勒效應的方法，其特點是，包括以下步驟：

步驟1、設置一容器，容器中盛水；還包括在容器上方設置的一對導軌、以及可在該導軌上進行水平移動的移動部件，所述的移動部件包括一移動小車和懸掛在該移動小車下方的小錘；所述的小錘接觸水面；

步驟2、按動啟動按鈕，驅動電機驅動小錘作上下運動，小錘在同一個地方擊打水面，水波成同心圓向四周擴散；

步驟3、當小錘擊打水面一段時間后，驅動電機驅動小錘在導軌上進行水平運動，小錘劃動水面，小錘周圍的水波發生疏密變化，演示多普勒效應；

步驟4、演示一個來回后，停止演示。

上述采用演示多普勒效應的實驗裝置演示多普勒效應的方法，其中，所述的導軌的起始點和終端點均設有限位塊，所述移動小車相對導軌終端限位塊的部位設有切換開關，相對導軌起始點的部位設有切斷開關；所述移動小車移動到導軌的終端，受終端點限位塊碰撞，切換開關動作，驅動電機反向運轉，移動小車后退；后退到導軌的起始點，受起始點限位塊碰撞，切斷開關動作，移動小車停止移動；該次演示結束。

由于本發明采用了以上的技術方案，制作一個容器，容器內盛水，在容器上方安裝能夠水平運動的導軌，導軌上安裝能夠擊打水面的帶小錘的移動小車。當小錘隨移動小車在導軌上進行水平移動時，小錘擊打水面，水面上即可出現水波的疏密情況，該水波的疏密情況即為演示的多普勒效應。效果直觀。

附圖說明

本發明的具體結構由以下的實施例及其附圖進一步給出。

圖1是本發明演示多普勒效應的實驗裝置的整體結構示意圖。

圖2是圖1的俯視圖。

圖3是圖1的側視圖。

圖4是本發明演示多普勒效應的實驗裝置中移動部件的結構示意圖，其中a是移動小車的俯視圖；b是移動小車的側視圖。

圖5本發明演示多普勒效應的實驗裝置演示的多普勒效應效果圖。