一种声波多普勒效应实验装置、系统的制作方法

本发明涉及教育实验用品技术领域，尤其是涉及一种声波多普勒效应实验装置、系统。

背景技术：

多普勒效应是众多领域学者必须研究的课题，通过实验仪器将多普勒效应直观地演示，对于初步认识多普勒效应的学习者来说，是非常有必要和有效的。

现有的演示声波多普勒效应的方法，是通过音源与听者之间的相对运动听声音变化。

然而发明人发现，由于听者很难区分小范围内声强和声调（频率）的变化，容易造成实验者的错觉。

技术实现要素：

本发明提出了一种声波多普勒效应实验装置、系统，解决了现有技术中声波多普勒效应演示不能有效区分声强和声调（频率）的问题。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种声波多普勒效应实验装置，包括喇叭、拾音头（话筒）、第一连接线、第二连接线、第一数码显示器、第二数码显示器；所述第一连接线连通所述喇叭和所述第一数码显示器；所述第二连接线连通所述拾音头（话筒）和所述第二数码显示器；所述拾音头（话筒）用于采集喇叭发出的声音信号，通过第二控制电路测量声音信号的频率，然后输送给第二数码显示器。

其中，还包括扩展数码显示器，分别可接于第一控制面板和第二控制面板的信号输出端。

一种声波多普勒效应实验系统，包括如前所述的声波多普勒效应实验装置和控制设备；所述控制设备包括控制电路、控制面板、数码显示器；所述控制电路包括第一控制电路和第二控制电路，所述控制面板包括第一控制面板和第二控制面板；所述数码显示器包括第一数码显示器、第二数码显示器、第一扩展数码显示器和第二扩展数码显示器；所述第一控制电路，用于产生使所述喇叭的波形电信号，与所述第一控制面板、第一数码显示器电性连接，所述第一控制面板上设有用于调节所述喇叭发声频率和强度的第一按钮和第二按钮，以及一路以上波形信号输出端，所述喇叭电性连接至所述波形信号输出端。

其中，所述喇叭可以与所述第一控制电路、第一面板、第一数码显示器固定在一起；所属喇叭也可以通过第一连接线与所述第一控制电路、第一面板、第一数码显示器分开连接。

其中，所述第二控制电路和所述拾音头（话筒）均与所述第二控制面板、第二数码显示器电性连接，所述第二控制面板分别设有一路以上信号输入端和输出端；所述拾音头（话筒）可以与第二控制面板、第二控制电路、第二数码显示器固定在一起，也可以分开连接。

可见，本发明至少具有如下的有益效果：

1、本发明的一种声波多普勒效应实验装置、系统，利用所述拾音头（话筒）采集所述喇叭发出的声波，测量声波频率并输送给所述第二数码显示器，当所述喇叭和所述拾音头（话筒）发生相对运动时，所述拾音头（话筒）采集到的声波频率发生变化，有效地观测到声波多普勒效应；

2、本发明的一种多普勒效应实验系统，通过第一控制电路、第一控制面板和第一数码显示器对所述喇叭的声波信号进行定量控制；同时通过第二控制电路、第二控制面板和第二数码显示器，对所属拾音头（话筒）采集到的声波信号进行定量测定，为定量研究声波多普勒效应提供了重要参数。

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所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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为本发明的一种声波多普勒效应实验装置的一种实施方式的结构示意图；

图2为本发明的第一种声波多普勒效应实验控制设备的一种实施方式的结构示意图；

图3为本发明的第一种声波多普勒效应实验控制设备的控制面板的一种实施方式的示意图

图4为本发明的一种声波多普勒效应实验系统的一种实施方式的结构示意图；

图5为本发明的一种声波多普勒效应试验系统的另二种实施方式的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提出了一种声波多普勒效应实验装置1，参见图1，包括喇叭11、拾音头（话筒）21、壳体13、壳体23、接线柱（图中未标出）。

其中，所述喇叭11通过所述第一连接线12与所述第一控制面板31电性连接；所述拾音头（话筒）21通过所述第二连接线22与所述第二控制面板32电性连接。

其中，所述喇叭11发出声波信号，所述拾音头（话筒）21采集所述喇叭11发出的声波信号。

本发明提出了一种声波多普勒效应实验控制设备2，参见图2，包括控制电路、第一控制面板31、第二控制面板32、电源开关33、电源接口（图中未标出）。

其中，所述控制电路包括第一控制电路和第二控制电路；所述第一控制电路，用于产生使所述喇叭11振动发声所需的声波电信号，与所述第一控制面板31电性连接。

其中，所述第二控制电路和所述拾音头（话筒）21均与所述第二控制面板32电性连接。

其中，所述控制面板，参见图3，包括电源开关331、所述第一控制面板、第二控制面板。所述第一控制面板31上设有用于调节所述喇叭11振动频率的第一按钮312、调节所述喇叭11振动发声强度的第二按钮313、显示喇叭发声频率的所述第一数码显示器311和一路以上波形电信号输出端314、315，所述喇叭11电性连接至所述波形信号输出端314；所述第二控制面板上设有所述第二数码显示器321、一路电信号输入端322和一路电信号输出端323。

本发明还提供了一种声波多普勒效应实验系统，参见图4，包括声波多普勒效应实验装置1、控制设备2、第一扩展数码显示器4、第二扩展数码显示器5。

其中，声波多普勒效应实验装置1如前所述，包括喇叭11、拾音头（话筒）21、壳体13、壳体23、接线柱（图中未标出），不再赘述。

其中，声波多普勒效应试验控制设备2如前所述，包括控制电路、第一控制面板31、第二控制面板32、电源开关33、电源接口（图中未标出），不再赘述。

其中，可以包括第一扩展数码显示4、第二扩展数码显示5。

其中，第一控制电路能产生所述喇叭11需要的正弦电信号，并能通过所述第一控制面板31第一按钮312和第二按钮313进行频率或强度调节，实现对所述喇叭11产生的声波波动频率和振幅（强弱）的调节。并能在所述第一控制面板31上的第一数码显示器311或者第一扩展数码显示器4显示频率，便于调节和定量计算。

其中，所述拾音头（话筒）21采集所述喇叭11发出的声波信号，通过所述第二连接线22与第二控制面板相连，第二控制电路测量所述拾音头（话筒）21采集的信号的频率，将频率数值输送给第二数码显示器32或者第二扩展数码显示器5。

优选地，在本实施例中，可以通过其他手段测量所述喇叭11或所述拾音头（话筒）21的运动速度，结合第一数码显示器311和第二数码显示器321显示的频率，可以对声波多普勒效应进行定量计算。

本发明还提供了另一种声波多普勒效应实验系统，参见图5，包括第一控制盒6和第二控制盒7。

其中，第一控制盒包括喇叭11、第一控制电路、第一数码显示器311、开关331、第一按钮312、第二按钮313和直流电源（图中未标出）。所述第一控制电路产生喇叭11所需的正弦电信号，通过第一按钮312调节第一控制电路的正弦电信号的频率，第二按钮313调节第一控制电路的正弦电信号的强度。

其中，第二控制盒7包括拾音头（话筒）12、第二控制电路、第二数码显示器321、开关332、直流电源（图中未标出）。拾音头（话筒）12采集喇叭11发出的声波信号，通过第二控制电路测量声波信号频率，输送给第二数码显示器321。

其中，通过移动第一控制盒6或者第二控制盒7，可观察到第二数码显示器的示数变化，从而观测到声波多普勒效应现象。

优选地，在本实施例中，可以通过其他手段测量第一控制盒6或第二控制盒7的运动速度，结合第一数码显示器311和第二数码显示器321显示的频率，可以对声波多普勒效应进行定量计算。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。