加载中…
个人资料
  • 博客等级:
  • 博客积分:
  • 博客访问:
  • 关注人气:
  • 获赠金笔:0支
  • 赠出金笔:0支
  • 荣誉徽章:
正文 字体大小:

跟胖哥学物理超声波的测速方法

(2018-08-11 05:41:12)
标签:

杂谈

分类: 生活中的物理
跟胖哥学物理超声波的测速方法

       八年级同学,估计很多人利用暑假补习了物理。不知道大家看了后面一则故事没有。利用超声破测速仪。
        原理其实很简单,就是仪器发生两次超声破,然后根据两次超声波经过汽车发生反射后收集到发射回来所用时间,就就可以测出汽车的速度。呵呵,其实声音和光都是一种波,只是两者性质不同的波,所以光能发生一切现象和规律,声音都有。比如光的反射和折射,那么声音都有 不过声现象把反射叫了一个更好听的名字:回声。不过,你可以通过类比方法,了解声折射现象。记住,声发生这些现象与光刚好相反。因为他们在各自物质速度是刚好是反的,所以规律也巧合相反。
话不扯远了,还是回到高速公路测速上来。教材书里给出一种定点测速问题。因为胖哥目前在公共号技术问题 不会在合适地方插入图片,也需要学习。你对着书中图,听我来解答,其实更是一种阅读习惯。定点测速,就是在公路某一的地方,安装一个超声波测速仪。每当你进入它的视线时,你的导航系统会提醒你“前方有导航,注意速度”提示语。
       该点会发出第一次针对你的一种超声波,遇到你汽车后会发射回去,然后超声波回到一起所用时间为t1,此时你的汽车还在飞奔,过来t2秒后,仪器发出第二个超声波,再次遇到你的汽车反射回来到仪器时间为t3。如果t3<t1,说明汽车正在来往测速仪。若t1<t3,说明汽车正在远离测速点。
      下面根据我们学习知识,我们来计算速度。我们以汽车开往测速点为例,来说明计算方法,这也是我们考试一个较难的题目。汽车在被两次被遇到和中间间隔时间内都是在运动的,所以汽车所用时间t车=t1/2+t2+t3/2,而这两次汽车所走的路程刚好是两次声音多走路程一般的差,s车=v声*t1/2 -v声*t3/2,于是你便求出汽车的速度V=S/t。
        其实,这种测速不仅仅在交通中使用,很多地方都有。我们来看一道计算题。
        例:一艘航空母舰停泊在海洋上,它用超声波搜索附近海底,发现有一艘潜水艇向自己直线航行,第一次发射的超声波经过18s收到回波,100s后发射的超声波经过16s收到回波,计算潜水艇航行的速度。(海水中的声速为1500m/s)。
       解:第一次发射超声波时,超声波遇到潜水艇.
超声波通过的距离即为潜水艇这时到航空母舰的距离为:s1=v×t1=1500ms×9=13500m;
第二次发射超声波时,超声波遇到潜水艇.超声波通过的距离即为潜水艇这时到航空母舰的距离:s2=vt2=1500m/s×8=12000m;
在这段时间内,潜水艇移动的距离:
s=s1-s2=13500m-12000m=1500m;
潜水艇航行的时间:t=9s+100s+8s=117s;
潜水艇的速度:v=12.8m/s;
故答案为:12.8m/s.
        定点测速,也才有移动的测速方式,警察的车载雷达。瞬间速度,一般现在做得好一些的警用的还会配合相机,然后把你的超速地点、时间、车牌都拍下来测速雷达主要利用了多普勒效应(Doppler Effect)原理:当目标向雷达天线靠近时,反射信号频率将高于发射机频率;反之,当目标远离天线而去时,反射信号频率将低于发射机率。如此即可借由频率的改变数值,计算出目标与雷达的相对速度。
        其实,定点测速并不科学,大多数朋友会主动改变运动速度,从而达到不被处罚的目的。其实测速是为了不出交通事故,因此采用了一种区间测速方法。
        区间测速是在同一路段上布设两个相邻的监控点,基于车辆通过前后两个监控点的时间来计算车辆在该路段上的平均行驶速度,并依据该路段上的限速标准判定车辆是否超速违章,同时在LED大屏进行交通违法车辆信息的实时发布,以对违法车辆进行告知及警示更多的车辆。以往的单点测速仪,在司机熟知测速点的情况下,可以通过刹车降低车速逃避处罚,很容易造成追尾事故。而区间测速采取计算平均车速的方法来检测车辆是否超速,堵住了司机投机取巧的手段,更加科学公正。
        不过人类对于大气层以外,或者相距太远物理,是采用电磁波距离的。简单讲,就是回声测速技术。在测用电磁波测距离时,按测距原理可分为脉冲法测距仪和相位法测距仪。前者为脉冲发生器发射光脉冲,利用脉冲在测线上往返传播时间间隔的脉冲个数以求得距离,如激光测月仪、激光人造卫星测距仪等。后者是由测距仪发射连续的正弦调制波,测出该调制波在测线上往返传播产生的相位移以求得距离,如激光测距仪、红外测距仪等。采用相位法测距的仪器测程短、精度高,常用于大地测量。
        按载波来分,以微波段的电磁波或以光波为载波的分别称为微波测距仪或光电测距仪。光电测距仪以激光或以红外光为载波的分别称为激光测距仪或红外测距仪。红外测距仪是以砷化镓发光二极管研发的荧光作为载波源,发出的红外线的强度能随注入电信号的强度而变化。因此兼有载波源和调制器的双重功能。砷化镓发光二极管体积小、亮度高、功耗小、寿命长、连续发光,所以红外测距仪获得广泛使用。电磁波测距仪具有精度高、作业迅速、受气候和地形影响小的优点。
因此,我们好好从基础学期,将来会遇到很高新技术,你才能懂得这些技术,说不定经过努力,你会成为这方面的专家。
(2018年8月11日于宜昌市尚书巷弄石斋)

0

阅读 收藏 喜欢 打印举报/Report
  

新浪BLOG意见反馈留言板 欢迎批评指正

新浪简介 | About Sina | 广告服务 | 联系我们 | 招聘信息 | 网站律师 | SINA English | 产品答疑

新浪公司 版权所有