CN203616918U - 多普勒效应实验仪 - Google Patents

Abstract

多普勒效应实验仪，包括：底座；设置于所述底座两端的支架；设置于所述支架上的导轨；设置于所述导轨上的滑块，所述滑块在牵引装置的牵引下可沿所述导轨移动；所述滑块上设置有超声波发生器，所述支架上设置有超声波接收器，所述底座上设置有控制所述超声波发生器发射信号的光电门，所述滑块移动经过所述光电门时，光电门触发所述超声波发生器发射信号；所述超声波发生器、超声波接收器及光电门通过信号线与控制盒相连。本实用新型克服了现有技术中超声波发生器一直处于发射状态、会对其他实验设备造成干扰影响的缺陷，而且光电门控制精准，可以保证实验的准确性。

Description

多普勒效应实验仪

技术领域

本实用新型属于教学实验仪器技术领域，尤其涉及一种多普勒效应的实验仪器。

背景技术

在日常生活中，我们都会有这种经验：当一列鸣着汽笛的火车经过时，会发现火车从远而近时汽笛声变响，音调变尖，而火车从近而远时汽笛声变弱，音调变低。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。多普勒效应指出，波在波源移向观察者时接收频率变高，而在波源远离观察者时接收频率变低。

多普勒效应在科学研究、工程技术、交通管理、医疗诊断、测量技术等领域有着广泛的应用，例如：雷达系统就是基于多普勒效应远离，应用于导弹、卫星、车辆等运动目标速度的监测；医学上的超声波对人体内脏活动情况及血液流速的检测都是根据多普勒效应的原理进行的。

多普勒效应是大学物理教学中的一个重要内容，常见的多普勒效应实验仪在轨道上设置一辆小车，小车上设置超声波接收端，在轨道的一端上设置超声波发生器，当小车沿轨道快速滑动时，超声波频率发生改变，在控制盒上加以显示以说明多普勒效应。现有的多普勒实验仪的超声波发生器是处于不停的发射状态，若多人同时在一个实验室操作，超声波之间的影响明显，无法同时实验。而且超声波发生器的发射方向是单向的，无能实现运动目标与接收者之间的相向和相背两种运动方式的实验。

发明内容

针对以上不足，本实用新型的目的是提供一种可避免多台仪器之间互相影响的多普勒效应实验仪。

为了实现上述目的，本实用新型采取如下的技术解决方案：

多普勒效应实验仪，包括：底座；设置于所述底座两端的支架；设置于所述支架上的导轨；设置于所述导轨上的滑块，所述滑块在牵引装置的牵引下可沿所述导轨移动；所述滑块上设置有超声波发生器，所述支架上设置有超声波接收器，所述底座上设置有控制所述超声波发生器发射信号的光电门，所述滑块移动经过所述光电门时，光电门触发所述超声波发生器发射信号；所述超声波发生器、超声波接收器及光电门通过信号线与控制盒相连。

本实用新型的超声波发生器可旋转，所述底座两端的支架上均设置有超声波接收器。

本实用新型的导轨为双导轨。

本实用新型的导轨的端部设置有缓冲弹簧。

本实用新型的滑块套设于所述导轨上。

由以上可知，本实用新型将超声波发生器设置于滑块上，同时在底座上设置控制超声波发生器工作的光电门，当滑块移动经过光电门时，光电门发出触发信号，使超声波发生器开始发射信号，克服了现有技术中超声波发生器一直处于发射状态、会对其他实验设备造成干扰影响的缺陷，而且光电门控制精准，可以保证实验的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中需要使用的附图做简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行详细描述，在详述本实用新型实施例时，为便于说明，表示器件结构的附图会不依一般比例做局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本实用新型保护的范围。需要说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、清晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。

如图1所示，本实用新型的多普勒效应实验仪包括底座1、支架2、导轨3、滑块4、超声波发生器5、超声波接收器6、光电门7、控制盒8以及牵引装置9。

在底座1的两端分别设置有一个支架2，支架2用于安装导轨3，滑块4套设于导轨3上，并可沿导轨3移动，作为优选的技术方案，本实施例的导轨3为双导轨，滑块4套设于导轨3上，滑块4在移动过程中不会发生脱轨。超声波发生器5设置于滑块4上，跟随滑块4一起移动，本实施例的超声波发生器5可旋转，其为可换向的超声波发生器，通过改变超声波发生器5的方向实现向不同的方向发射超声波。超声波接收器6设置于位于导轨3两端的支架2上，超声波接收器6用于接收超声波发生器5发出的超声波信号。在底座1上设置有光电门7，光电门7用于控制超声波信号的发射。超声波发生器5、超声波接收器6及光电门7均通过信号线与控制盒8相连，控制盒8用于控制实验仪的操作及显示超声波的发射频率和接收频率。控制盒8与电源相连，为其它部件供电。

滑块4在牵引装置9的牵引下沿导轨3移动，本实施例的牵引装置9包括牵引绳9-1、牵引砝码9-2、滑轮9-3及滑轮支架9-4。滑轮支架9-4设置于底座1的端部，滑轮9-3设置于滑轮支架9-4上，牵引绳9-1的一端与滑块4相连、另一端绕过滑轮9-3后与牵引砝码9-1相连。实验者放开牵引砝码9-2时，牵引砝码9-2在重力作用下下落，从而带动滑块4沿导轨3移动。为了避免滑块4在移动过程中冲击支架2，在导轨3端部设置有缓冲弹簧10。

本实用新型的实验操作过程如下：

滑块4在牵引砝码9-2的带动下沿导轨3移动，当滑块4经过光电门7时，光电门7发出触发信号，开启超声波发生器5，超声波发生器5开始发射超声波信号，设置于支架2上的超声波接收器接收超声波发生器5发出的超声波信号，同时超声波发生器5和超声波接收器6将信号传输至控制盒8，在控制盒8上显示出发射频率和接收频率，当滑块4停止移动时，通过控制盒8关闭超声波发生器5，使其停止发射超声波信号，完成实验。

本实用新型的超声波信号的发射由光电门控制，当滑块经过光电门时才开启超声波信号的发射，完成测量后即可关闭超声波信号的发射，从滑块经过光电门到滑块停止移动，超声波发生器开启的时间很短，在同一室内多台仪器同时发射信号的情况不易发生，由此避免了现有技术超声波信号一直处于开启状态，容易对同一实验室中其它实验仪产生影响的情况出现，可以多人多机在同一室内进行实验。

而且本实用新型导轨两端的支架上均设置有超声波接收器，设置于滑块上的超声波发生器可换向，当改变超声波发生器的方向时，即可进行运动目标与接收者之间的相向和相背两种运动方式的实验。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解，依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本实用新型精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围之中。

Claims (5)

1.多普勒效应实验仪，包括：

底座；

设置于所述底座两端的支架；

设置于所述支架上的导轨；

设置于所述导轨上的滑块，所述滑块在牵引装置的牵引下可沿所述导轨移动；

其特征在于：

所述滑块上设置有超声波发生器，所述支架上设置有超声波接收器，所述底座上设置有控制所述超声波发生器发射信号的光电门，所述滑块移动经过所述光电门时，光电门触发所述超声波发生器发射信号；

所述超声波发生器、超声波接收器及光电门通过信号线与控制盒相连。

2.如权利要求1所述的多普勒效应实验仪，其特征在于：所述超声波发生器可旋转，所述底座两端的支架上均设置有超声波接收器。

3.如权利要求1或2所述的多普勒效应实验仪，其特征在于：所述导轨为双导轨。

4.如权利要求1所述的多普勒效应实验仪，其特征在于：所述导轨的端部设置有缓冲弹簧。

5.如权利要求1所述的多普勒效应实验仪，其特征在于：所述滑块套设于所述导轨上。

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