一、项目背景
声速的测定原理和方法几乎所有科学课本都有介绍,因为它与各种自然现象及人们的日常生活密切相关。然而让学生可以在教室里或家里参与的声速测定实验装置却一直没有出现,为了填补这项空白,我们在总结外国许多中学实验研究学者失败教训的基础上,经过多年努力,发明了现代中学数字化声速测定实验装置。便携、有趣、取材容易、精度高是它的四大特点,十分利于普及推广。
二、主要结构
本装置共由四个部分组成:
1.输入端口:它是将实验者强有力的拍掌声通过专门装置分两路输出,其中一路直接输出,另一路通过专用延时包再输出。
2.专用声音延时包:它是由特种可弯曲、轻质高性能声音传输管道折合而成。
3.声音传感器:它实际是一个简便的微型话筒,其作用是将两个有延时差的声音信 转为电信 输入到电脑中去。
4.微机处理系统:其作用是将输入电信 进行高速数字化处理,并高精度显示出两个有延时差的声音信 的时间差***毫微秒级***,从而供大家正确推算出声音速度。
三、科学原理
本装置设有自主特制的声音管道,声音通过不同的管道,路程不同,所用的时间不同。利用一般物理测量的方法测出路程***差***△s,即管道长,再利用计算机声音处理软件求出通过话筒采集的声音信 之间的时间***差***△t,根据波速公式V=△s/△t即求出波速。
三、创新点
1.高效简单实用的微机数字化处理技术,使测声技术大众化普及化成为可能。因为本装置是巧用了微机的声卡的数据采集功能,无需添置任何附加微机硬件设备,在普通家用电脑上就能解决声速测定难题。
2.高效便携声音延时包的发明,使声速测定走进课堂及家庭成为可能。
3.手掌一拍立即出现两个旗杆式标记信 ,这种生动有趣的互动显示画面,极大激发了学生的参与积极性。
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