利用振荡智能手机对机械拍的直接可视化
物理教育
2017-10-11 v2
摘要
共振现象在物理课程中广为人知。定性地说，当驱动频率接近固有频率时，在驱动振荡系统中发生共振。此时振荡幅度达到最大。与此现象密切相关，还有另一个同样令人惊讶的现象。它发生在系统的驱动频率与固有频率略有不同并发生相长与相消干涉时，形成所谓的拍。拍的频率恰好是干涉波频率之差。拍在声学系统中非常明显。我们可能都曾以声音强度周期性起伏的形式感知过它们。本期刊已有若干关于声学系统中拍可视化的工作。例如，先前工作使用两个移动设备的麦克风和扬声器来分析由相近频率的两个信号产生的声学拍。拍的形成也可在力学系统中可视化，例如质量-弹簧系统或双驱动弦。此后，智能手机-弹簧系统中的机械拍以简单方式直接可视化。拍的频率通过悬挂在连接到电机驱动器的弹簧上的智能手机的加速度传感器测量。
引用
@article{arxiv.1605.01291,
title = {Direct visualization of mechanical beats by means of an oscillating smartphone},
author = {Marcos H. Giménez and Juan C. Castro-Palacio and Juan A. Monsoriu},
journal= {arXiv preprint arXiv:1605.01291},
year = {2017}
}