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对“杨红新实验”结果的预测
[楼主] 作者:deqiangguo  发表时间:2006/12/24 14:00
点击:299次

读帖时,帖子不存在
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 [2楼]  作者:yanghx  发表时间: 2006/12/24 18:10 

读帖时,帖子不存在
[楼主]  [3楼]  作者:deqiangguo  发表时间: 2006/12/24 19:55 

yangxh:您测出相对波长和相对声速各是多少了吗?
对“杨红新实验”结果的预测
 [4楼]  作者:yanghx  发表时间: 2006/12/25 11:49 

你还真是认真呀,呵呵

这主要是个定性的实验,证明一下声速具有相对性,
另外也为理解光的sagnac时差做一个类比,
由于现在确实很少有人怀疑声速具有相对性,
所以感觉没有必要过于认真的做定量分析,
既然现在提出这个问题,不妨粗略计算一下:
声速u=340米/秒,
电动车速度v=30公里/小时=8.3米/秒,
相对声速V=u+v=340+8.3= 348.3米/秒,

静止时:
L=985mm=0.985米,
u=340米/秒,
t=L/u = 0.985/340 = 0.002897秒,

运动时(v与u方向相反):
t=L/(u+v)= 0.985/(340+8.3)= 0.002828秒,
ΔL=vt= 8.3 * 0.002828 = 0.0234724米 = 2.3厘米,
即“声尺”的长度缩短了2.3厘米,
运动中实测的“声尺”长度是98.5-2.3=96.2厘米左右,

这里声速u=340米/秒只能是近似值,
尺长L也是近似1米(减去两个超声头的长度),
不过不管怎么说,关键是观察尺长度L的变化量,
测量得到的ΔL确实是2厘米左右,
即:
v与u方向相反时,缩短2厘米左右,
v与u方向相同时,加长2厘米左右,

相对波长无法测量,只能从声波的频率f不变和相对声速V=u+v,
求得相对波长为:
λ=V/f=(u+v)/f
即这个相对波长λ比原波长u/f加长了(v与u方向相反),

现在简单的超声波测距装置网上有不少,
也就100多元吧,可以自己买一个改装一下,
关键是选择发射头与接收头分开的(有些是收、发用的同一个头,),
这样只要简单的把两个头取下,用屏蔽线连接到原来焊接位置,
固定在木杆的两端就可以了,
不过要注意数字显示的读数只有木杆长度的一半,
一般数字显示到小数点后面两位,即距离测量精确到厘米,


[楼主]  [5楼]  作者:deqiangguo  发表时间: 2006/12/25 18:30 

杨兄:请您认真思考一下!
假设绝对声速u=340米/秒,发射器发射的声波频率f=40000Hz,可知发射器发射的声波波长L=0.0085米。在您所设计的实验中,如果发射器与接收器之间的距离S=1米,那么经过时间间隔t=1/340秒,您认为发射器连续发射出的约117.65个完整波形在空间是如何分布的?
 [6楼]  作者:yanghx  发表时间: 2006/12/26 13:24 

不太明白了

这个不太明白了,怎么分布的?
如果静止时的波长L=0.0085米,
那么在1/340秒时间间隔内,
这117.65个完整波形当然就沿1米长度分布了?

不太明白你的意思呀?

需要说明一下,既然是超声波测距装置,
一般所说的“声脉冲”宽度当然不会这么宽了,
具体多宽不清楚,一般估计也就是数个声周波吧,
即声脉冲宽度约为:5*0.0085米=4厘米左右,
其实在计时触发电路(开始和停止计时)里,
总是用整形后的方波前跳延微分脉冲作为触发信号的,






[楼主]  [7楼]  作者:deqiangguo  发表时间: 2006/12/26 13:49 

简而言之:"杨红新实验"不清楚相对波长!是吧,杨兄?
对“杨红新实验”结果的预测
 [8楼]  作者:yanghx  发表时间: 2006/12/26 18:30 

其实没有“相对波长”的概念?

测量的是相对声速,不是相对波长,
而且应该说长度没有相对的概念,
由于光源相对空气运动,所以波长肯定是改变了,
波长---两个波峰或波密之间的距离,无所谓相对谁?

波长增加,相对速度增加,接收周期不变,
波长缩短,相对速度减慢,接收周期不变,


 

[楼主]  [9楼]  作者:deqiangguo  发表时间: 2006/12/26 18:51 

杨兄:您好!
请您利用 声速=波长*频率 这个公式套一下,在频率不变的条件下,波长是如何随着相对声速的变化而变化的.
 [10楼]  作者:yanghx  发表时间: 2006/12/26 20:21 

基本的物理规律是:L=vt,

类似的有:
波长L=波速V*周期T,
现在波速是V=u-v,周期T不变,
所以波长变为:L=(u-v)T,
即:
相对声速(u-v)=L/T = L*f

如果不放心,可以把L=(u-v)T代入检验:
得:(u-v)= L*f =  [(u-v)T] *f
得:1=T*f
等式成立吧?


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