财经社区女性社区汽车社区军事社区文学社区社会社区娱乐社区游戏社区个人空间
上一主题:北大哲学系田松之流看了此则消息... 下一主题:建其,只有“毛干翅膀硬了就六亲...
新年小礼物:验证了“声尺”相对长度的变化
[楼主] 作者:yanghx  发表时间:2004/12/30 13:28
点击:273次

我用的是现成的超声测距仪,参见:
http://www.xie-gang.com/CSBCJ.htm>
只是把超声波接收和发射传感器用屏蔽线引出,
分别放至于一根1米长的木杆两端,
这样数字显示的是实际长度的一半0.5米,
(因为超声测距是计量声波来回距离0.5*2所用的时间)
同理,接收器移动2厘米,数显才会变化1厘米,


由于是直接接收发射声波,而不是接收的反射波,
所以数字显示的距离很稳定,
虽然3位数码管只能显示出厘米的变化,
但是在手控移动接收器时,
可以看到0.5m到0.51m的数显变化可以精确到1毫米,很稳定,

简单的说吧,实验的结果是:
装置静止时,数显为0.5米,
当电动自行车的速度达到28.5公里/小时(8米/秒),
数显为:0.52米,甚至短暂到达0.53米(与阵风有关),
(接收器在前,发射器在后)
旋转木杆与运动方向垂直时,数显立刻恢复到0.5米,
再转回木杆与运动方向平行后,数显又回到0.52米,
来回实验了很多次,都是很稳定的同样结果,

当接收器在后,发射器在前时,
当电动自行车的速度达到28.5公里/小时(8米/秒),
数显为:0.49米,
即使有阵风,也没有出现0.48米,
似乎两个方向的“相对长度”变化量有所不同,
这种情况下的变化量要小一些,原因有待进一步分析,
还准备在汽车较高的速度下,再试一下,

具体的计算分析如下,这是我以前一个帖子的摘要:
《声尺》

最一般的超声测距仪参见:
http://www.jinjubao.com/chao11.htm>
技术参数:
测程:0.5m ~ 12m
精度:±(1cm+0.5%×距离)
分辨率:1cm

假设测距还是L=1米, ΔL=1cm,
则对应的系统速度v是:
v≈ U(ΔL/L)=347*(0.01/1)=3.47 (米/秒)=12.5 (公里/小时)
这是一般自行车的速度了?

所以我们在一辆敞棚汽车里就可以很容易观察到“相对长度”L'了?
谁有这样的超声测速仪呢?不妨一试?
由于汽车和气流的速度不是很稳定,
所以可能测量到的L'也不是很稳定,但估计也足以说明问题了?
这比观测“声干涉现象”容易的多?
而其反映的也是“相对介质运动”引起的声波“相位差”(时间差)?

====================================
检验超声波与微波的“特殊多普勒效应”实验却与预想的很不一样,
与反射面相对静止接收-发射器运动相比,
效果很不明显,所以一时还难以得出什么结论,
只有下一步再试试看了,或者努力找找失败的原因所在,

=======================================
不过至少现在“声尺”测量的相对长度变化已经得以证实,
下一步就是要检验“光尺”测量的相对长度变化了,
我有个想法:
如果把激光测距仪的发射与接收也分开来安装于木杆的两端,
然后用导线把接收器接收到信号的信息传回计时器,
这样由于导线传导信号不依靠“以太”媒质,
所以各方向上的传导速度应该没有变化?
这样或许就可以测量出“相对光速”的一阶效应了?
当然这需要激光测距仪在1米内的测量精度达到一定数值才行,

另一种方法就是把“相对长度”变成“相对波长”,
简单的说就是用接收信号返回来控制发射器发出信号,
这样“相对长度”的变化就可以转化为频率的变化,
直接测量频率的变化或测量差频变化与速度v的关系就行了,
这种方法的可行性估计比较大?


本帖地址:http://club.xilu.com/hongbin/msgview-950451-60544.html[复制地址]
上一主题:北大哲学系田松之流看了此则消息... 下一主题:建其,只有“毛干翅膀硬了就六亲...
 [2楼]  作者:刘武青  发表时间: 2004/12/30 14:06 

祝贺实验成功

祝贺实验成功

刘武青



※※※※※※
刘武青
[楼主]  [3楼]  作者:yanghx  发表时间: 2004/12/30 16:36 

多谢,还望多提看法意见?

新年寻求新进展,歧路同探吧,

 [4楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2004/12/30 21:07 

实验成功,请高手解释
新年小礼物:验证了“声尺”相对长度的变化
 [5楼]  作者:hudemi  发表时间: 2005/01/01 23:06 

回复:变化完全可以解释,两个方向相对变化量不对称可能你实验时的风向有关!

 

由于载测距仪的自行车在运动,如果发射器在后,接收器在前时,声波从发射器向接收器运动的过程中,接收器又向前移动了一段距离,因此接收器接到声波的时间比测距仪静止时长,约为(340+8)/340=1.024倍(其中8为车速,340为空气中为声速)。测距仪按此时间显示距离,自然会比正常时长,也为1.024倍,即0.512米;

相反,当发射器在前,接收器在后时,声波发出后,由于接收器是迎着声波的方向运动的,测距器测得的时间比静止时短,为(340-8)/340=0.976倍(其中8为车速,340为空气中为声速)。按此时间算出的距离比正常短,为0.976倍,即0.488米;

至于两个方向的相对变化时不一致,可能与你实验时的风向有关,前一情况是逆风,后一情况是顺风(或无风)。

如果你认为有新的东西可以挖掘,可以进一步实验。

黄德民

[楼主]  [6楼]  作者:yanghx  发表时间: 2005/01/02 15:08 

这只是打下一个声尺与光尺类比的实验基础?

光尺的相对长度测量当然不容易了,
不过主要是实验思路没有放到这方面来,
就现在的测量精度,要想测量光尺的变化也还是可能的,


有一条报道说:
转贴:距离测量
http://www.njch1002.com/news_view.asp?id=7>

  在距离测量方面,测绘技术发展也比较快,目前对中长距离(数十米至数公里)、短距离(数米至数十米)和微距离(毫米至微米)以及变化量的精密测量的测量精度都很高,以ME5000为代表的精密激光测距仪和双频激光测距仪,中长距离测量精度可达亚毫米级。
  可喜的是,许多短距离、微距离测量都实现了测量数据采集的自动化,其中最典型的代表是铟瓦线尺测距仪、应变仪、石英伸缩仪、各种光学应变计、位移与振动激光快速遥测仪等。采用多普勒效应的双频激光干涉仪,能在数十米范围内达到0.01μm的计量精度,成为重要的长度检校和精密测量设备;采用CCD线列传感器测量微距离可达到百分之几微米的精度,它们使距离测量精度从毫米、微米级进入到纳米级世界,

==============================
不过这个精度数据还有待证实,

精彩推荐>>

  简捷回复 [点此进入编辑器回帖页]  文明上网 理性发言
 推荐到西陆名言:
签  名:
作  者:
密  码:
游客来访 
注册用户 提 交
西陆网(www.xilu.com )版权所有 点击拥有西陆免费论坛  联系西陆小精灵

0.15955996513367