多普勒效应测量声速实验的设计

介绍了设计性实验"多普勒效应测量声速."该实验要求学生理解多普勒效应测量声速的原理,利用气垫导轨实验和声速的测定实验仪器,设计出一套多普勒效应测量声速的实验装置,并利用该实验装置测量声速.     

智能声速测量仪

针对大学物理实验中声速测量装置存在的缺陷,对仪器进行了改进.运用物理实验中的共振干涉法,利用单片机、步进电机搭建的基本框架,结合AD采样、设计运放电路,形成一套智能控制的声速测量系统,来代替人的手工操作,降低了实验的误差,提高了实验精确度.     

基于声卡和Audacity软件的固体声速测量

基于时间差法原理设计了利用电脑声卡和Audacity软件测量固体声速的实验.利用电脑声卡收集左右声道的声音并实时呈现在Audacity软件界面,可准确测得左右声道收集到声音的时间差,计算得到声音在固体材料中的传播速度.实验现象直观,可用于中学课外拓展实验.     

水中声速的测量

将空气中声速测量实验拓展至水中声速的测量,将NaCl溶于水中,制成不同浓度的盐水来模拟海水,对不同盐分的"海水"中的声速进行了测量.结果表明,随着海水盐度的增加,声速也增加.     

利用自发布里渊散射测量液体声速

为了克服共振干涉法在液体的热力学声速和高频声速测量方面精度不高的问题, 本文建立了一种基于自发布里渊散射原理的测定液体声速的实验装置. 利用法布里-珀罗干涉仪对散射光进行扫描滤波, 数据采集卡结合光子计数器对散射光进行探测, 设计了一种散射光信息采集分析方法. 该实验方法有效的解决了传统布里渊散射方法中信号失真的问题, 显著地提升了液体声速测量精度. 对308.6–906.2 MHz内298.15 K饱和液相CCl₄声速进行了测量, 测量结果与文献值具有较好一致性. 利用法布里-珀罗干涉仪周期性扫描的滤波原理, 通过在测量得到的布里渊频移上加减整数倍个自由波谱区, 得到了更大频率的波谱信息, 进而设计一种测定介质高频声速的方法. 对CCl₄在5406.1–5521.0 MHz频段内的声速进行了测量. 实验结果显示, CCl₄的热力学声速随频率无明显变化, 而高频声速随频率的增大呈增大趋势且远大于热力学声速, 证实CCl₄具有色散现象.     

简谈空气中的声速与温度关系

讨论了驻波法测空气中声速的实验,分别用相位比较法和李萨如图法来确定超声波波长.在不同温度条件下测量了声速并与理论值进行比较,实验结果显示测量温度接近室温时实验值与理论值基本一致,测量温度与室温相差较大时实验值与理论值偏差较大.     

超声多普勒效应测量声速实验设计

利用多普勒效应来测量声速是大学物理中的一个重要的实验。本文介绍了设计性实验"超声多普勒效应测量声速",利用多普勒效应综合实验仪,设计出一套超声多普勒效应测量声速的实验装置,并利用该实验装置测量声速。     

高超声速类HTV2模型全目标电磁散射特性实验研究

针对临近空间高超声速飞行器目标探测与识别研究的需求,开展了高超声速飞行器非均匀等离子体电磁散射特性模拟测量研究.利用弹道靶设备发射高超声速类HTV2模型形成模拟的超高速复杂外形目标,弹道靶高精度阴影成像系统和雷达测量系统分别测量高超声速类HTV2模型姿态、全目标C波段/X波段电磁散射特性,获得了不同实验条件下模型全目标雷达散射截面积(RCS)等实验数据.研究结果表明:在不同实验状态下,包覆等离子体鞘套的高超声速类HTV2模型同一测量波段的RCS差别超过1个数量级,模型姿态角对包覆等离子体鞘套的高超声速类HTV2模型RCS影响较大,最大相差1个多数量级;在给定的实验条件下,模型尾迹C波段RCS远小于包覆等离子体鞘套的模型RCS,模型尾迹X波段RCS显著增强;高超声速类HTV2模型全目标C波段电磁散射能量主要分布在模型及其绕流区域, X波段电磁散射能量主要分布在模型及其绕流区域和等离子体尾迹区域.根据弹道靶实验条件,开展了包覆等离子体鞘套的高超声速类HTV2模型电磁散射特性数值仿真,仿真结果与实验结果之间的最大误差小于4 d B,验证了本文提出的非均匀等离子体包覆目标电磁散射特性建模方法的...     

超声检测综合实验

基于超声波在不同声阻抗介质形成的界面上的反射和透射理论,设计了超声检测综合实验.实验样品为带有缺陷的固体材料,采用超声方法测量缺陷的尺寸及缺陷中的填充物.作为竞赛的综合实验,做到了难易结合,突出理论与实践结合:实验容易的部分,如测量换能器的中心频率、材料的密度、声速及声阻抗,主要考察学生对基本实验仪器的操作能力;实验比较难的部分是确定缺陷的填充物,学生需要综合应用提供的声传播、反射及衰减理论设计测量实验.     

大学普通力学实验中驱动频率对声速测量结果的影响

通过选择不同的驱动频率(包括最强、次强谐振频率,非谐振频率),同时利用驻波法和相位法研究大学普通力学实验中驱动频率对超声波声速测量结果的影响,这一结果在提高实验教师对超声波声速测量过程的理解、把控学生实验数据、解惑学生问题等方面具有一定的意义.