超声波多普勒效应演示仪的设计与制作(改)

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1、项目类别B项目批准号1138国家大学生创新性实验计划项目申请书项目名称：超声波多普勒效应演示仪的设计与制作项目负责人：黎琦所在院系部：物理科学与技术学院专业班级：应用物理学10901、11001联系电话：15827759321E-mail：271975273@qq.com指导教师:韩立波职称教授喻秋山职称讲师申请日期：2011年10月15日长江大学教务处制8填表说明一、请严格按照表中要求填写各项。要求实事求是，表达明确、严谨。二、项目只能由全日制本科生提出申请，原则上以一至三年级学生为主。申请者要品学兼优、学有余力，有较强的独立思考能力和创新意识，对科学研

2、究、科技活动或社会实践有浓厚的兴趣，学年学分绩点应在专业的前50%，或高中阶段学习成绩好并有一定创新经历与成绩。三、“项目类别”指A、B、C、D、E，A—科研项目类；B—实验项目类；C—学科竞赛类；D—社会调查类；E—其他类。“项目批准号”不填，由学校统一编号。四、申请书中第一次出现外文名词时，要写清全称和缩写，再出现同一词时可以使用缩写。五、指导教师应具有相当于副教授及以上职称，主持或作为项目主要研究人员参加过省级及以上课题，并能保证指导时间。六、申请书用A4纸双面打印，于左侧装订成册。一式五份（至少一份原件），由指导教师和所在学院（系、部）审查并签署意

3、见加盖学院（系、部）印章后报送教务处实践教学科，同时提交电子文档。七、如表格不够，可以加附页。8项目简况项目名称超声波多普勒效应演示仪的设计与制作项目类别B申请资助经费2.0万元项目起止时间2011.11~2012.10项目负责人姓名黎琦性别女出生年月1990.04专业年级应用物理学2009级学院（系、部）物理学院学分绩点及专业排名电话15827759321项目组主要成员姓名性别出生年月专业年级所在学院（系、部）项目分工签字王启恒男1990.11应物10901物理学院接口设计驱动程序开发连超男1991.02应物10901物理学院接口调试外形设计及成型指导教

4、师姓名性别出生年月职称最高学历最后学位研究方向韩立波男1956.12教授大学硕士激光物理喻秋山男1977.08讲师研究生硕士凝聚态物理电话13972166171E-maillbhan@yangtzeu.edu.cn一、立项依据（包括项目的意义，国内外研究现状与存在的问题，自身具备的知识条件,自己的特长、兴趣，相关经历，开展研究的前期准备工作等）研究意义：多普勒效应是一种重要的物理现象，表现在信号频率遇到运动的物体时其反射频率将会产生变化，即信号源频率与反射后的接收频率之间存在如下关系式：（1）其中为信号在介质中的传播速率，为接收器的移动速率，为信号源和接收

5、器的连线与接收器运动方向之间的夹角，为信号源的移动速率，为信号源和接收器的连线与信号源运动方向之间的夹角。由于这种特殊的频率变化性质，使得多普勒效应在工程和日常生活中都有着非常广泛的应用，如在测速仪、B超、多普勒效应防盗报警等领域都有成功的产品应用，在高校物理理论和实验教学中多普勒效应现象及应用也是一个重要的内容。目前，在实验演示方面存在着一些不足，有待进一步改8进和完善。国内外研究现状与存在的问题：作为多普勒效应课堂学习的辅助教学，从目前的各种演示方法的相关资料[1-9],当前的实验演示方法主要有如下三种：其一，使用水波波纹疏密变化来定性演示水波的多普勒

6、效应。用一定频率击打水面形成水波，而后在水面上移动打击点可以观察到在移动方向上出现波纹疏密变化的现象，从而达到水波的多普勒效应定性演示目的。此实验结构较为简单，但只能定性演示而不能进行定量测量，且实验器材较为笨重；其二，通过滑轨上电动的小移动车，使用数字频率计来检测和比较超声波信号在发射与接收端之间频率的变化。本实验可以进行定性和定量演示多普勒效应，但此演示实验存在结构和实验调整过程均较为复杂，不便于随堂演示。其三，基于激光的多普勒效应进行演示。以激光为波源做成的装置具有测速范围广(4×10-5～104米/秒)、空间分辨率高、动态响应快等优点。但是，这种装

7、置价格比较昂贵，在许多测量精度要求不那么严格的地方的应用受到了很大的限制。因此，采用和改进超声波多普勒效应实验演示的方法、提高实验效率和改进仪器装置使之便携性、实用性得到提高应得到更多的关注。具备的知识条件：本团队有很高的创新实验热情，较强实践动手能力，有数电、模电基础和计算机操作与编程能力。完成了传统的超声波声速测定和多普勒效应实验，对实验原理和过程比较熟悉，对实验中存在的问题有充分的了解，对实验系统的改进与研制有明确的思路和解决办法。已查阅了相关的文献资料，提出了合理可行的设计方案。参考文献[1]辛友顺,胡永生,薛小铃.单片机应用系统设计与实现[M].

8、福州：福建科学技术出版社，2005[2]周笑梦,韦韧,苏立明.多普