天津理工大学：《大学物理实验》课程教学资源（讲义）多普勒效应综合实验

天津理工大学TIANIINUNIVERSITYOFTECHNOLOCY多普勒效应综合实验理学院实验中心

理学院实验中心

实验背景两边频率相同静止中频率变高频率变低克里斯琴·约翰·多普勒（ChristianJohannDoppler)运动中

克里斯琴·约翰·多普勒（Christian Johann Doppler） 实验背景

无位移欢减名自现别看现周者内紫端位痧向红联位移双烈者口豆顺园光位移

应用H

应用

实验原理多普勒效应公式(u+V cosα)f = foa1声源(u-V, cosα,)接收器实验简化：Vfoi<><><>><>f = fo|1±-u

实验原理 ( ) ( ) 2 2 1 1 0 cos cos   u V u V f f − + = 多普勒效应公式： 实验简化：       =  u V f f 1 0 V 0 f

实验内容验证多普勒效应运用多普勒效应研究自由落体运动问题研究简谐振动运动问题

实验内容 验证多普勒效应 运用多普勒效应研究自由 落体运动问题 研究简谐振动运动问题

1验证多普勒效应并由测量数据计算声速超声波发射组件红外接收组件传感器接收及红外发射组件充电孔光电门电机控制器滑轮挡块=福导轨支架组件foJof-Vu=k:ku验证多普勒效应计算声速

1. 验证多普勒效应并由测量数据计算声速 超声波发射组件 传感器接收及红外发射组件 红外接收组件 滑轮 挡块 充电孔 光电门 电机控制器 导轨支架组件 f V− 0 f k u = 验证多普勒效应 0 f u k = 计算声速

2.研究自由落体运动，求自由落体加速度红外接收支架组件匀加速直线运动导轨电磁阀支架组件自由落体接收组件自由落体接收器保护盒依据：V=u·fgV-t

2. 研究自由落体运动，求自由落体加速度 红外接收支架组件 导轨 电磁阀支架组件 自由落体 接收组件 自由落体接收器保护盒 导轨底座及发生器组件 0 1 f V u f   =  −     依据： V − t 匀 加 速 直 线 运 动 g

3.研究简谐振动axMkxdt?初始条件：t:=0x=- AV=dx/dt = 0方程解： x=－A,cosのtV = OA sinOot式中 0=(k/M)"振动系统的固有角频率

3. 研究简谐振动 2 2 d x M kx dt = − 初始条件： t i =0 = 0 x A− V x dt =d 0 = = cos 0 0 方程解： x A t −  0 0 0 V A t =  sin 式中 ( ) 1 2 0  = k M 振动系统的固有角频率

k=Mg/△x0。 =(k/ M)垂直谐振弹簧MAxMXuf

垂直谐振 弹簧 M M x k M x = g/ ( ) 1 2 0  = k M T o x t  f