实验14 多普勒效应

多普勒效应综合实验报告1. 引言说起多普勒效应，大家可能觉得这名字听起来有点复杂，其实它跟我们的日常生活可有着千丝万缕的联系。

想象一下，你在路边悠闲地等车，突然一辆救护车呼啸而过，哔哔的警报声从远到近，接着又从近到远，听起来像是在和你打招呼似的。

这就是多普勒效应的真实写照，它让我们更好地理解声音是如何传播的。

这次实验，我们就是要深入探讨这个现象，看看它背后的奥秘。

2. 多普勒效应的原理2.1 基本概念多普勒效应，其实就是当声音源或观察者相对运动时，听到的声音频率发生变化的现象。

简单来说，如果一个物体朝你移动，你会听到比它实际发出的音调更高的声音；反之，如果它远离你，声音就会变低。

就像我们听到的那辆救护车，刚开始的时候它的声音尖锐得像是要冲破天空，离开时却变得温柔得多，像是在对我们说“再见”。

2.2 生活中的例子生活中其实随处可见多普勒效应的影子。

比如，当你在运动的时候，听到路边有人喊你的名字，声调总是高低起伏。

再想想过马路的时候，汽车急速驶来，那个轰鸣声让你不得不一闪而过，转身后再听到的声音则像是懒洋洋地说“我已经走远了”。

这些体验其实都在说明着多普勒效应的奇妙。

3. 实验过程3.1 准备工作这次实验我们准备了一些简单的设备，包括音频发生器、麦克风、扬声器和测量工具。

首先，我们设定一个音频频率，比如说440赫兹，这是一个标准的A音，听起来可亲切了。

接着，我们就要开始进行不同速度的实验，看看音频的变化。

3.2 实验步骤我们让扬声器固定在一个地方，然后把它调到一定的音频频率。

之后，一个同学（我们叫他“小明”吧）开始以不同的速度朝扬声器走近，或者远离。

每当他经过扬声器时，我们用麦克风记录下他听到的音频频率。

实验进行得相当顺利，小明从“飞奔”到“慢走”，记录下的数据一目了然。

通过这些数据，我们开始分析频率变化的规律，嘴上不敢说“哇，原来真有这么神奇”，但心里早就惊叹不已了。

4. 数据分析4.1 结果展示经过一番努力，我们得到了多个数据点，像是小明快速接近扬声器时，频率明显升高，而他远离时，频率又骤降。

多普勒效应综合实验报告多普勒效应综合实验报告引言多普勒效应是一种物理现象，描述了当光线或声音经过运动的物体时，其频率和波长会发生变化的现象。

本实验旨在通过多种实验方法验证多普勒效应，并探讨其在实际应用中的重要性。

实验一：声音的多普勒效应实验目的：验证声音在运动源和观察者之间相对运动时所产生的多普勒效应。

实验步骤：1. 准备一辆发出固定频率声音的小车和一个固定的听音器。

2. 将小车以一定速度向听音器移动，并记录每次移动的距离。

3. 同时记录听音器接收到的声音频率。

4. 重复实验多次，以获得更准确的数据。

实验结果：根据实验数据，当小车以不同速度向听音器移动时，听音器接收到的声音频率会发生变化。

当小车接近听音器时，声音频率增高；当小车远离听音器时，声音频率降低。

实验分析：这种现象可以通过多普勒效应来解释。

当小车向听音器移动时，声音波长相对于听音器缩短，导致声音频率增高。

相反，当小车远离听音器时，声音波长相对于听音器延长，导致声音频率降低。

实验二：光的多普勒效应实验目的：验证光在运动源和观察者之间相对运动时所产生的多普勒效应。

实验步骤：1. 准备一束激光和一个运动的反射镜。

2. 将激光照射到反射镜上，并记录反射光的频率。

3. 以一定速度移动反射镜，并记录每次移动的距离。

4. 同时记录反射光的频率变化。

5. 重复实验多次，以获得更准确的数据。

实验结果：根据实验数据，当反射镜以不同速度运动时，反射光的频率会发生变化。

当反射镜接近观察者时，光频率增高；当反射镜远离观察者时，光频率降低。

实验分析：这种现象同样可以通过多普勒效应来解释。

当反射镜向观察者移动时，光波长相对于观察者缩短，导致光频率增高。

相反，当反射镜远离观察者时，光波长相对于观察者延长，导致光频率降低。

实验三：多普勒效应的应用多普勒效应在现实生活中有着广泛的应用。

以下是一些例子：1. Doppler Radar（多普勒雷达）：多普勒效应被广泛用于气象预报和交通监测中。

实验名称：多普勒效应实验实验目的：1. 理解多普勒效应的原理和现象；2. 掌握多普勒效应的实验方法；3. 通过实验验证多普勒效应的存在；4. 分析实验数据，得出实验结论。

实验原理：多普勒效应是指当波源与接收器之间存在相对运动时，接收器接收到的波的频率会发生变化的现象。

当波源向接收器移动时，接收到的频率会升高；当波源远离接收器时，接收到的频率会降低。

实验仪器：1. 发射器：频率为f的连续波发生器；2. 接收器：频率计；3. 跟踪器：用于控制波源与接收器之间的相对运动；4. 移动平台：用于承载波源和接收器；5. 测量工具：尺子、计时器等。

实验步骤：1. 将发射器和接收器放置在移动平台上，确保两者之间的距离为L；2. 设置发射器的频率为f，打开发射器；3. 通过跟踪器控制波源和接收器之间的相对运动，分别进行以下实验：a. 波源向接收器移动，记录接收器接收到的频率f1；b. 波源远离接收器，记录接收器接收到的频率f2；c. 接收器向波源移动，记录接收器接收到的频率f3；d. 接收器远离波源，记录接收器接收到的频率f4；4. 计算相对速度v，公式为v = (f1 - f) / f L；5. 计算相对速度v，公式为v = (f2 - f) / f L；6. 计算相对速度v，公式为v = (f3 - f) / f L；7. 计算相对速度v，公式为v = (f4 - f) / f L；8. 分析实验数据，得出实验结论。

实验结果：1. 波源向接收器移动时，接收器接收到的频率f1高于原始频率f；2. 波源远离接收器时，接收器接收到的频率f2低于原始频率f；3. 接收器向波源移动时，接收器接收到的频率f3高于原始频率f；4. 接收器远离波源时，接收器接收到的频率f4低于原始频率f；5. 计算得到的相对速度v分别为v1、v2、v3、v4，符合多普勒效应的规律。

实验结论：通过实验验证了多普勒效应的存在，即当波源与接收器之间存在相对运动时，接收器接收到的波的频率会发生变化。

多普勒效应实验报告多普勒效应是指当光源和观测者之间有相对运动时，光的频率会发生改变的现象。

本实验旨在通过测量不同速度下的多普勒效应来验证这一现象，并分析其中的规律。

实验仪器与原理实验中使用的仪器包括平行光管、声源、频率计、速度计等。

声源发出的声波通过平行光管发射出去，频率计用于测量声波的频率，速度计用于测量平行光管的运动速度。

当声源静止时，所发出的声波频率为f0。

当声源以速度v向观测者运动时，观测者接收到的声波频率为f1，根据多普勒效应公式，可以得出：f1 = f0 * (v + c) / (v + c')其中，f1为观测者接收到的声波频率，f0为声源发出的声波频率，v为声源的运动速度，c为声波在空气中的传播速度，c'为平行光管的移动速度。

实验步骤（1）调节频率计和速度计，保证其准确度。

（2）测量声源相对于观测者的运动速度v。

（3）让观测者在不同速度下测量接收到的声波频率。

（4）记录实验数据。

数据处理与分析在不同速度下，我们分别记录了声波的频率和声源的运动速度，并计算出了实验数据。

通过对实验数据的处理与分析，我们可以得出以下结论：（1）当声源向观测者运动时，接收到的声波频率会增加，而当声源远离观测者时，接收到的声波频率会减小，这符合多普勒效应的规律。

（2）通过实验数据的对比分析，可以得出声波频率与声源运动速度之间的关系，验证多普勒效应公式的准确性。

结论通过实验，我们验证了多普勒效应的存在，并成功测量了不同速度下声波的频率变化。

实验结果表明，多普勒效应在声波传播中起着重要作用，对于相关研究具有重要意义。

以上是本次多普勒效应实验的报告内容，希望能够对相关知识有所帮助。

感谢您的阅读。

多普勒效应及应用实验报告探究多普勒效应的原理以及其在实际应用中的作用。

实验材料：1.激光器2.光电探测器3.宽孔径音源4.振动平台5.频率计6.光程差调节装置7.会谈装置实验原理：多普勒效应是由于发射源和接收源相对运动而导致的波长的变化。

当发射源和接收源相对静止时，所接收的波长为其发射的波长。

若两者相对移动，则会导致接收到的波长与发射的波长不同。

对于移动的声源，多普勒效应会导致接收到的声音的频率与实际频率不同。

实验步骤：1.搭建实验装置，将激光器和光电探测器固定在一台转台上，保持固定不动。

振动平台上固定一个宽孔径音源作为移动源，放在激光束的轨迹上。

2.调整光电探测器位置，使激光束射到探测器的中心位置，保证测量的准确性。

3.将频率计置于光电探测器旁边，用于测量接收到的声音的频率。

4.开始实验，开启音源，使其在振动平台上移动，同时记录下频率计上测得的频率数据。

5.重复实验3-4步骤多次，取平均值以提高实验的精确度。

实验结果及分析：根据实验中记录的数据，当音源与激光器相对运动时，所接收到的频率会发生变化。

实验中得到的数据表明，当音源向激光器靠近时，接收到的频率会增加；当音源远离激光器时，接收到的频率会减小。

这一现象可以通过多普勒效应来解释。

根据多普勒效应的原理，当光线被移动的音源所接收时，波长会发生改变，进而影响到所接收到的声音的频率。

当音源靠近激光器时，光波被挤压，导致接收到的声音的频率变高；当音源远离激光器时，光波被拉伸，导致接收到的声音的频率变低。

这种现象在实际中的应用非常广泛。

多普勒效应在天文学中有重要的应用。

例如，通过观测星系的多普勒频移，可以推断出它们与地球的相对速度，进而得出星系的运动方向和速度。

多普勒效应也在医学中应用广泛，例如超声波检测中，通过测量接收到的声波的频率变化，可以判断血液的流速以及心脏的功能情况。

此外，多普勒效应还被应用于雷达测速仪、交通速度测定仪等领域。

基于多普勒效应的原理，这些仪器可以测量运动物体的速度。

附件：实验项目名称:多普勒效应实验学号：____________姓名：_________班级：___________实验序号___第_____周星期______第________节课联系方式：__________________[实验目的](1)了解多普勒效应的原理(2)学会利用多普勒效应测量速度等运动参数的方法[实验仪器]多普勒效应实验仪[实验原理及预习问题]1.若声源保持不动，运动物体上的接收器沿声源与接收器连线方向以速度大小v靠近声源运动，接收器接收到的频率比声源的频率大还是小？为什么？对于远离声源情况再次讨论上述问题。

2.多普勒效应有哪些应用？[实验内容与原始数据记录]实验1：多普勒效应验证及声速的测量谐振频率f0=_________Hz温度t=________℃表1多普勒效应的验证与声速的测量测量数据直线斜率k(1/m)声速测量值u=f0/k(m/s)声速理论值2731330tu+=百分误差(u-u0)/u0次数i12345V i(m/s)f i(Hz)注：表中斜率计算见下页公式画出f-V 关系曲线：斜率的计算：=i V ___________=i f __________=⨯i i f V _________=⨯i i f V _________=2i V __________=2i V __________=-⨯-⨯=22ii ii i i V V f V f V k _____________实验2：变速运动（简谐振动）的研究表2简谐振动的研究N 1maxN 5max T=0.02(N 5max －N 1max )(s)ω=2π/T (1/s)ω平均值ω标准差12345三、思考题1.试分析实验1中误差产生的主要原因。

2.在实验二中，每次需要使小车偏离平衡位置一定距离再放手，如果每次实验偏离平衡位置的距离不一样（仍然在弹簧弹性限度内），是否会对实验结果有明显影响？为什么？评分:批改教师签名:。

多普勒效应及声速测量实验报告实验目的：通过实验探究多普勒效应原理及其在声速测量中的应用。

实验原理：多普勒效应是指在观察者和物体之间相对运动时，物体发出的声波的频率和观察者接收到的频率之间的变化。

当物体向观察者靠近时，观察者接收到的频率比物体发出的频率要高；相反，当物体远离观察者时，观察者接收到的频率比物体发出的频率要低。

在声速测量中，我们可以利用多普勒效应来测量声速。

我们可以发射一个声波信号，当信号击中另一固体物体反弹回来后，我们测量反弹信号的频率变化，从而计算出声速。

实验设备：声音发生器、音叉、示波器、计时器、直尺、实验台。

实验步骤：1. 将发生器放在实验台上，并调节成合适的频率。

2. 将音叉放在实验台上，调节成与发生器相同的频率。

3. 将示波器与音叉相连，观察示波器显示的波形，并记录下音叉的频率。

4. 将音叉固定在实验台上，将示波器调至多普勒效应实验模式，并调节示波器的控制器，使波形频率增加50Hz左右。

5. 开始实验，将一个直尺放在音叉震动的方向上，将其上的一段用胶布固定在音叉上，并让另一端在示波器前来回振动。

6. 启动计时器，记录下直尺来回振动一次所需的时间，反复测量多次并取平均值。

7. 计算出声波的频率，利用多普勒效应公式（f1 = f0(v - v0) / (v + v1)）计算出声速。

实验结果：在实验过程中，我们记录了多组来回振动一次所需的时间，并计算出平均值，如下所示：来回振动时间（秒）平均值（秒）0.417 0.4210.416 0.4180.415 0.4210.418 0.4200.422 0.423通过上述记录和计算，我们可以得出音叉的频率为440Hz，利用多普勒效应公式，可得出声速为340m/s。

实验结论：通过本次实验，我们成功探究了多普勒效应的原理并在声速测量中应用，更深入地了解了声波在空间中的传播规律，并通过实验得出了准确的声速计算结果，从而加深了对声学的理论和实践知识的理解和认识。

多普勒效应实验报告一、实验目的1.了解多普勒效应的基本原理以及相关概念；2.利用多普勒效应来测量声源的速度；3.学习利用频率变化原理判断物体运动方向的方法。

二、实验原理多普勒效应是指当声源或接收器相对于空气运动时，其工作频率会发生变化的现象。

这是由于声波在空气中以有限速度传播，如果有物体相对于媒质自身运动，则声波的传播速度相对于物体而言会有差异，从而改变了声波的频率。

例如，当一个声源自身静止时，其工作频率为f0，但是当其向接收器方向移动时，由于声波传播速度相对于声源自身而言变快，所以接收器接收到的频率f1会变大；反之，当声源向远离接收器方向移动时，接收到的频率f2会变小。

多普勒效应还可以用来测量物体的速度和运动方向，例如利用多普勒雷达来测量飞机的速度和方向。

三、实验器材1.震荡器、扬声器；2.频率计、示波器；3.电源、电缆。

四、实验步骤1.连接实验线路，将示波器接收端接在扬声器上，将震荡器与扬声器固定在相距一定的地方（约1m）；2.将震荡器的频率调整为f0，扬声器发出的声音的频率与震荡器的频率相同；3.移动扬声器，使其相对于震荡器和示波器运动，记录频率计显示的频率；4.测量不同距离下的频率，记录数据。

根据多普勒效应的公式计算出声源运动的速度。

五、实验结果在进行实验过程中，我们记录了不同距离下频率计显示的频率值，根据多普勒效应公式计算出了在此距离下的速度，并绘制出速度与距离的关系曲线（图1）。

从图中可以看出，当声源与接收器间的距离越远，测量得到的速度值越接近真实值。

此外，我们还利用多普勒效应来判断物体的运动方向。

当声源向接收器方向运动时，我们发现接收到的声音的频率较大；当声源远离接收器方向运动时，接收到的频率较小。

因此，通过观察频率变化可以判断物体的运动方向。

图1：声源速度与距离关系曲线六、实验分析从实验结果可以看出，多普勒效应是一种非常重要的物理现象，在实际应用中有很大的作用。

例如，利用多普勒雷达可以测量飞机、汽车等运动物体的速度和方向；利用多普勒医学成像可以观察人体内部的血流情况。

多普勒效应实验报告一、实验目的1、观察并验证多普勒效应现象。

2、测量声速，并通过多普勒效应计算声源的运动速度。

3、深入理解多普勒效应的原理及其在实际生活中的应用。

二、实验原理多普勒效应是指当波源与观察者之间存在相对运动时，观察者接收到的波的频率会发生变化。

对于声波来说，如果声源向着观察者运动，观察者接收到的频率会升高；如果声源远离观察者运动，观察者接收到的频率会降低。

设声源的频率为 f₀，声速为 v，观察者相对于介质的速度为 v₀（靠近声源为正，远离声源为负），声源相对于介质的速度为 vs（靠近观察者为正，远离观察者为负），则观察者接收到的频率 f 为：当声源运动，观察者静止时：f ＝ f₀×（v ＋ v₀) ／（v vs)当观察者运动，声源静止时：f ＝ f₀×（v ＋ v₀) ／ v当声源和观察者都运动时：f ＝ f₀×（v ＋ v₀) ／（v vs)三、实验仪器1、信号发生器：用于产生稳定的音频信号。

2、扬声器：作为声源。

3、麦克风：用于接收声音信号。

4、数据采集卡：将麦克风接收到的模拟信号转换为数字信号，并传输给计算机。

5、计算机：用于控制实验、采集数据和进行数据分析。

四、实验步骤1、连接实验仪器将信号发生器的输出连接到扬声器，以提供声源信号。

将麦克风连接到数据采集卡的输入端口。

将数据采集卡插入计算机的 PCI 插槽，并安装驱动程序和相关软件。

2、软件设置打开计算机上的实验控制软件，设置采样频率、通道选择等参数。

选择合适的显示方式，以便观察和分析采集到的数据。

3、测量声速在实验环境中，让扬声器和麦克风保持固定距离。

信号发生器产生一个已知频率 f₀的正弦波信号，通过扬声器发出声音。

麦克风接收声音信号，并通过数据采集卡传输到计算机。

测量声音信号从扬声器发出到麦克风接收的时间差 t。

根据声速公式 v ＝ d ／ t（其中 d 为扬声器和麦克风之间的距离），计算出声速 v。