文档介绍：-
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用计算机验证声波多普勒效应
杨迅 陈鹏飞 梁达昌 陈钰冰 何凯锐
关键字：多普勒效应 cooledit 计算机 蜂鸣器 频率测量
一、引言
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1842年奥地利物理学家多普勒带着女儿在铁道使蜂鸣器保持稳定的声音输出。
3 在实验步骤2的根底上，按下按键，选择电动机高速转动状态，使蜂鸣器转动，通过麦克风采集蜂鸣器声音〔此时麦克风让然静止在原来的位置〕，把声音信息传到cooledit音频软件上，接收蜂鸣器在电动机驱动下转动过程中的波形。
4、通过承受到的声音波形，根据声音幅度变化周期得出蜂鸣器转动的周期T，此时便可以计算出蜂鸣器转动的速度：V=〔2Π*R〕/T。
5、在记录的波形中选择一段稳定的转动周期，均匀选择*个时间点，读出各时间点接收到的蜂鸣器在转动过程中不同位置的频率。
6、把一个转动周期内的各频率记录到E*cel表格中，利用表格承受的数据，绘制时间—频率函数图像，屡次测量，绘制适合的时间—频率函数图像。
7、把实验测量所得的时间—频率图像和根据理论值得出的时间—频率图像比照，验证多普勒效应。
多普勒发生装置
实验装置由电源、电动机、单片机、蜂鸣器组成.
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电路原理：
本电路使用STC89C52单片机控制电动机转动，以带动蜂鸣器完成之后的测量工作，并实现转速可调。为了使实验简便，我们设定了三种不同的速度，即静止、低速、高速，利用按键调节。当电动机处于静止时，第一盏LED灯亮，当电动机处于低速转动时，第二盏LED灯亮，当电动机处于高速转动时，第三盏LED灯亮。
本电路电动机通过达林顿管ULN2803加大驱动能力，采用5V直流电源供电，利用单片机改变电动机通电的占空比，从而调节电动机转速。
处理软件Cooledit
Cooledit软件是美国Adobe System公司开发的一款功能强大，效果出众的录音和音频处理软件。它可以在普通声卡上同时处理多达64轨的音频信息。Cooledit可以利用普通麦克风来承受声音，能够在软件界面上显示出清晰的声音的频率波形，并能在界面上显示出*个时间点的频率。用这个软件来处理声音的频率变化，可以做到更加准确，效果更加明显。正因为coolidit超强的声音检测处理能力，这次实验选用这个软件来证明多普勒效应，能够准确检测出实时频率，能够准确表达出多普勒现象，能够更准确更明显地证明多普勒效应。
四、数据分析
1.、测量说明
本实验可以透过在录音样品中选择其中的一段录音进展放大分析，以提高测量的精度。在上图中白色区域为选中区域，放大后如下列图
在下列图中我们可以通过声强变化可以知道该段录音室转动一周的录音同时也可以通过时间轴上的测量得出这一段录音室产生在蜂鸣器转动一个周期的时间T，转动角速度w，线速度等转动物理量v，黄色虚线则为选定测量的时刻，我们可以通过黄色虚线所在的地方读出时间以及在该时刻产生的频率大小f〔截图右下方有显示频率窗口〕
2、数据
转动周期/s
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原有频率
角速度
角速度/2
半径
速度
速度/声速
时间
角度
cos
1-wr/vcos
理论