多普勒效应的研究与应用

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📌 步骤1：小车位于左限位（初始位置）。设置环境温度与电机转速，点击 【开始测量】，小车将向右运动至右限位停止，同时记录一组数据。
▣ 实验装置 — 导轨俯视图
超声发射波(40kHz) 反射回波(频移后) 小车 光电门(导轨中点) 左/右限位
📊 实验数据
📐 实验原理
#转速%方向Δf(Hz)v光电(m/s)k/k'v多普(m/s)
暂无数据，请开始测量…
多普勒效应公式 f = f₀·(u+v₁cosα₁)/(u−v₂cosα₂) u=声速, v₁=接收器速度, v₂=声源速度 靠近探头（Δf = f − f₀ > 0） f = f₀·(u+v)/(u−v) v = Δf·u / (2f₀+Δf) k = Δf/(2f₀+Δf)，v = k·u 远离探头（Δf = f₀ − f > 0） f = f₀·(u−v)/(u+v) v = Δf·u / (2f₀−Δf) k'= Δf/(2f₀−Δf)，v = k'·u 理论声速 u = 331.45×√(1+t/273.15) m/s 光电门测速 v = L/Δt = 0.050/Δt m/s L=挡光片宽度5.0cm，Δt=两次挡光时差 k—v图斜率 = 声速u v = u·k → 斜率即声速u
📊 超声测速数据
#转速%方向Δf(Hz)k/k'
暂无数据，请开始测量…
📈 靠近超声探头 - k — v 关系图
靠近(k) 线性拟合斜率 = 声速 u
📈 远离超声探头 - k' — v 关系图
远离(k') 线性拟合斜率 = 声速 u
⚙ 仪器控制面板
— COC-DPL-F DOPPLER SYSTEM —
发射频率 f₀40000 Hz
接收频率 f--- Hz
频差 Δf--- Hz
光电门速度--- m/s
多普勒速度--- m/s
运动方向---
小车位置左限位
状态待机
电源 运行 测量 报警
🌡 环境温度
°C u₀=346.7m/s
⚡ 电机转速（20%~80%）
40%
📋 实验模式
🎮 操作控制
实验声速 u
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理论声速 u₀
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相对误差
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数据组数
0 组