多普勒效应综合实验报告及数据处理图(3)

大学物理实验

外接收传感器高度和方向，使其与红外发射器（已固定在小车上）在同一轴线上。将组件电

缆接入实验仪的对应接口上。安装

完毕后，让电磁铁吸住小车，给小

车上的传感器充电，第一次充电时

间约6～8秒，充满后(仪器面板充

电灯变绿色)可以持续使用4～5分

钟。在充电时要注意，必须让小车

上的充电板和电磁铁上的充电针接

触良好。

【注意事项】

① 安装时要尽量保证红外接收器、小车上的红外发射器和超声接收器、超声发射器三

者之间在同一轴线上，以保证信号传输良好；

② 安装时不可挤压连接电缆，以免导线折断；

③ 小车不使用时应立放，避免小车滚轮沾上污物，影响实验进行。

二．测量准备

1．实验仪开机后，首先要求输入室温。因为计算物体运动速度时要代入声速，而声速是温度的函数。利用 将室温T值调到实际值，按“确认”。

2．第二个界面要求对超声发生器的驱动频率进行调谐。在超声应用中，需要将发生器与接收器的频率匹配，并将驱动频率调到谐振频率f0，这样接收器获得的信号幅度才最强，才能有效的发射与接收超声波。一般f0在40KHz左右。调谐好后，面板上的锁定灯将熄灭。

3．电流调至最大值后，按“确认”。本仪器所有操作，均要按“确认”键后，数据才被写入

仪器。

【注意事项】

①调谐及实验进行时，须保证超声发生器和接收器之间无任何阻挡物；

②为保证使用安全，三芯电源线须可靠接地。

三．测量步骤

1．在液晶显示屏上，选中“多普勒效应验证实验”，并按“确认”；

2．利用 键修改测试总次数（选择范围5~10，一般选5次），按 ▼ ，选中“开始测试”；

3．准备好后，按“确认”，电磁铁释放，测试开始进行，仪器自动记录小车通过光电门时的

平均运动速度及与之对应的平均接收频率；

改变小车的运动速度，可用以下两种方式：

a．砝码牵引：利用砝码的不同组合实现；

b．用手推动：沿水平方向对小车施以变力，使其通过光电门。

为便于操作，一般由小到大改变小车的运动速度。

4．每一次测试完成，都有“存入”或“重测”的提示，可根据实际情况选择，“确认”后回

到测试状态，并显示测试总次数及已完成的测试次数；

5．改变砝码质量（砝码牵引方式），并退回小车让磁铁吸住，按“开始”，进行第二次测试；

6．完成设定的测量次数后，仪器自动存储数据，并显示f－V关系图及测量数据。

【注意事项】

小车速度不可太快，以防小车脱轨跌落损坏。

四．数据记录与处理

由f－V关系图可看出，若测量点成直线，符合（2）式描述的规律，即直观验证了多普勒效应。用 键选中“数据”， 键翻阅数据并记入表1中，用作图法或线性回归法计算f－V关系直线的斜率k。公式（4）为线性回归法计算k值的公式，其中测量次数i＝5 ～ n，n≤10。