用计算机观察声音的波形
用计算机验证声波多普勒效应
用计算机验证声波多普勒效应杨迅 陈鹏飞 梁达昌 陈钰冰 何凯锐关键字：多普勒效应 cooledit 计算机 蜂鸣器 频率测量一、引言1.1多普勒效应1842年奥地利物理学家多普勒带着女儿在铁道旁散步时注意到, 站在铁路旁边听到火车的汽笛声, 发现当列车迎面而来时音调较静止时高, 而列车迅速离去时音调较静止时低, 此外, 若声源静止而观察者运动, 或者声源和观察者都运动, 也会发生收听频率和声源频率不一致的现象, 这种现象称为多普勒效应。
多普勒效应不仅仅适用于声波，也适用于所以类型的波，包括电磁波。
多普勒效应规律的探究，可以分为三种情况：（1）当波源和观察者都与波的传播速度同向运动时（如图所示），这几个波分布的距离为t v v S )( ，相当于波长变为λλvv v t n v v S S -=-='。
此时，相对于观察者的速度为L v v 。
则观察者接收到的频率为f v v v v v v v v v v v f SL S L L --=--=-=λλ)()('' （2）同理，当波源和观察者都与波速反向时（如图所示），观察者接受到的频率为f v v v v f SL ++=' （3）当波源的速度与波的传播速度同向，而观察者的速度与波的传播速度相反时（如图所示），这n 个波分布的距离为t v v S )(-，相当于波长变为λλvv v t n v v S L -=-='。
此时，波相对于观察者接收到的频率为f v v v v v v v v v v f SL S L L -+=-+=+=λλ)('' （4）同理，当波源的速度与波的速度相反，而观察者的速度与波的传播速度相同时（如图所示），观察者接收到的频率为f v v v v f SL +-=' 1.2多普勒效应的现代应用自1842年奥地利科学家多普勒发现“多普勒效应”至今，多普勒效应已广泛应用于生活中的多个领域。
精品练习(附答案)《声音的特性》(新)人教版八年级上册物理(2)
2021-2022学年人教版物理八年级每课自检第2章第2节声音的特性一、单选题1．据图分析，下列说法正确的是（）人和一些动物的发声和听觉的频率范围频率/HzA．大象之间的“交谈”有时用超声波，声音很小，人类听不见但大象们能听清B．静谧的夜晚我们身边的狗狗有时突然耳朵一竖并转动几下，这可能是狗狗听到了人类听不见的声音C．家人之间悄悄说话，身边的狗狗无动于衷，因为“悄悄话”的频率狗狗是无法感知的D．因为大象和狗的“发声频率”没有重叠区，所以狗的叫声大象永远也听不见2．牛叫的声音与蚊子叫的声音相比较，下列结论正确的是A．牛叫的声音调调高，响度大B．牛叫的声音音调低，响度小C．牛叫的声音音调高，响度小D．牛叫的声音音调低，响度大3．现代社会里，养狗成为一种“时尚”，但遛狗伤人事故也时有发生，超声驱狗器（如图所示为网上一款）应运而生。
实验结果显示：对着狗一按开关，狗好像听到巨大的噪声而躲开，而旁边的人什么也没听见。
以下详解正确的是（）A．人什么也没听见，是因为它发出声音的响度小B．人什么也没听见，是因为它发出声波的频率不在人耳能够感受的频率范围内C．人什么也没听见，是因为它发出的声音不是振动产生的D．人什么也没听见，是因为它发出的声波不能在空气中传播4．如图所示，是四个发声体振动发出声音的波形图，请根据波形图判断，其中，音调最高的是（）A．B．C．D．5．下图为计算机记录到的三种乐器所发声音的波形图，根据波形信息判断下列说法正确的是A．甲、乙、丙的音调、响度都相同，但三者的音色不同B．甲、乙的响度不同，但三者都能传播信息C．乙、丙的音调不同，但三者都具有能量D．甲、乙、丙三者的振动频率不同，但三者的振幅相同6．如图所示，“编钟”是我国春秋战国时代的乐器．下列说法中错误的是（）A．敲击编钟时发出的声音是由编钟振动而产生的B．敲击大小不同的钟发出的声音在空气中的传播速度不同C．敲击大小不同的钟能发出不同音调的声音D．人耳能区分编钟与其他乐器的声音是因为它们的音色不同7．以下操作中，不能改变音调的是（）A．改变杯内的水量，再次用湿手摩擦杯口B．改变用力大小，再次敲鼓面C．改变钢尺伸出桌面长度，再次波动钢尺D．改变管内水量，再次对着试管口吹气8．在纪念“五四”运动100周年暨庆祝新中国成立70周年的合唱比赛中，同学们用歌声表达了“青春心向党，建功新时代”的远大志向．合唱中“高音声部”和“低音声部”中的“高”和“低”，指的是声音的A．音调B．音色C．响度D．振幅9．演员弹奏钢琴时，使用大小相同的力弹不同的键，这主要是为了改变乐音的（）A．音色B．响度C．音调D．振幅10．如图所示，8个相同的水瓶中灌入不同高度的水，敲击他们，可以发出“1、2、3、4、5、6、7、i”的声音来．这些声音产生的原因和决定音调的因素分别是（）A．水振动，水的高度B．水振动，瓶内的高度空气柱C．瓶和瓶内水的振动，水的高度D．瓶内空气振动，瓶内的高度空气柱11．观察图中不同乐器发出声音的波形图，可以判断甲、乙、丙不同的物理量是（）A．音调B．音色C．响度D．频率12．如图所示的声音波形图，其中一个与其他图形表示响度不同的是（）二、填空题13．小夏在研究口琴的发声原理时, 拆掉了口琴外壳, 发现在气孔边分布着长短、厚薄都不同的一排铜片（如图所示）．吹口琴时，在气流的冲击下，铜片振动，发出声音．对不同气孔吹气，改变了声音的________；在同一气孔处用不同的力度吹气,改变了声音的_______．14．接听电话时，我们主要是根据声音的_________来分辨出对方是否是熟悉人。
声音波形实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 了解声音波形的产生原理；2. 掌握利用示波器观察和分析声音波形的方法；3. 分析声音波形的特征，包括振幅、频率、周期等；4. 探究声音波形与音调、响度之间的关系。
二、实验器材1. 示波器；2. 音频信号发生器；3. 扬声器；4. 连接线；5. 音频信号记录仪（可选）。
三、实验原理声音是由物体振动产生的，振动在介质中传播形成声波。
声波是一种机械波，具有波形、振幅、频率等特征。
通过示波器可以观察到声波的波形，从而分析声波的特征。
四、实验步骤1. 将音频信号发生器输出端连接到示波器输入端，示波器接地；2. 打开音频信号发生器，调整输出频率为1000Hz，输出幅度为1Vpp；3. 打开示波器，调整示波器参数，使波形显示清晰；4. 观察并记录示波器显示的声波波形，包括振幅、频率、周期等特征；5. 改变音频信号发生器的输出频率和幅度，重复步骤4，观察和分析不同条件下声波波形的特征；6. 将扬声器连接到音频信号发生器，播放音乐，观察示波器显示的声波波形，分析音调、响度与声波波形的关系；7. 若有音频信号记录仪，可同时记录声波波形，以便后续分析。
五、实验结果与分析1. 当音频信号发生器输出频率为1000Hz时，示波器显示的声波波形为正弦波，振幅约为1Vpp，周期约为1ms；2. 改变音频信号发生器的输出频率，观察发现，频率越高，周期越短，振幅基本不变；3. 改变音频信号发生器的输出幅度，观察发现，幅度越大，振幅越大，周期基本不变；4. 播放音乐时，示波器显示的声波波形为复杂波形，振幅、频率、周期均有所变化；5. 分析音调、响度与声波波形的关系，发现音调与频率成正比，响度与振幅成正比。
六、实验结论1. 声波是一种机械波，具有波形、振幅、频率等特征；2. 利用示波器可以观察和分析声波波形的特征；3. 音调与频率成正比，响度与振幅成正比。
七、实验注意事项1. 实验过程中，注意调整示波器参数，使波形显示清晰；2. 观察和分析声波波形时，注意观察振幅、频率、周期等特征；3. 实验过程中，注意安全，避免触电等事故。
物理实验报告8(观察不同声音的波形图)
实数据
在电脑上播放不同频率、响度、音色的声音文件。同时打开示波软件，观察波形图。
实验结论
音调高的声音，波形图上波与波的距离更
响度大的声音，波形图上波峰到波谷的距离更
级班学生：学号：时间：
实验名称观察不同声音的波形图实验目的1通过电脑示波软件的观察知道不同声音的波形图也不同2知道波形图上的频率和振幅实验器材不同频率响度音色的声音文件电脑示波仪实验步骤和实验数据在电脑上播放不同频率响度音色的声音文件
物理实验报告
指导教师
评分
实验名称
观察不同声音的波形图
实验目的
1、通过电脑示波软件的观察知道不同声音的波形图也不同
(中考物理)内蒙古鄂尔多斯中考物理试题(含答案)
初中毕业升学考试物理注意事项:1.作答前，将姓名、准考证号、考场号、座位号填写在答题纸上相应位置，并核对条形码上的姓名、准考证号等有关信息。
2.答题内容一律填涂或写在答题纸上规定的位置，在试题卷上作答无效。
3.本试题共8页，4大题，23小题，满分70分，考试时间物理、化学共计120分钟。
一、单项选择题（本大题共13题，每题2分，共26分）1.声音是由物体的振动产生并以波的形式向四周传播。
小东用图甲的实验装置将音叉发出的声音信号输入计算机，观察到计算机上的波形如图乙。
下列有关音叉发出声音的说法，与实际不符的是A.是通过空气传播到接收器的B.传播过程中音调保持不变C.传播过程中音色保持不变D、传播过程中响度保持不变2.下图为中国向世界公布的黑洞“照片”。
下列有关说法，正确的是A.在阳光下观察这张照片，地面上出现该照片的影子是由于光的直线传播B.人们能看到不发光的照片是由于光的折射C.科学家们通过天文望远镜拍摄的外星系照片是利用了光的反射D.用放大镜将照片放大来观察是利用了光的直线传播3.在炎热夏季无风的环境中，剥出冰棒后可以看到冰棒周围会冒“白气”。
小明和小强分别画出甲、乙两幅图来反映冰棒周围“白气”的情形。
则下列有关物态变化过程和现象的说法，正确的是A.图甲符合实际，“白气”属于液化现象B.图乙符合实际，“白气”属于汽化现象C.吃冰棒解热是熔化过程，吸热D.冰棒从冰箱拿出后包装袋上出现的“白霜”属于凝固现象4.新冠肺炎疫情期间，全国掀起了“停课不停学”的网络在线课堂热潮。
下列有关网课的说法，错误的是A.老师对着摄像头，学生可以看到老师，说明摄像头的成像特点与投影仪相同B.学生从手机上看到多彩的画面是由红、绿、蓝三种色光混合而成的C.老师随机提问与学生互动交流的过程，利用了声能传递信息D.学生在听课时关闭门窗，是在传播过程中减弱噪声5.新材料对人类社会发展有很大的作用。
下列物质的应用与其物理属性相符的是A.半导体材料硅广泛应用于电子产品中，是因为硅的导电性好B.超导材料用于制作电饭锅的发热体，可提高发热效率C.运载火箭采用液态氢作燃料，因液态氢具有较大的热值D.汽车用防冻液作冷却剂，可提高燃料的利用率6.公交车给人们的出行带来了便利。
中学生物理实验6—数字化(DIS)实验研究报告
中学物理实验报告实验名称数字化（DIS）实验研究班级姓名学号实验日期 2013/4/28 同组人一、实验目的1、熟悉DIS的使用方法，熟练DIS的操作步骤要领；2、明确DIS实验的原理，能够感知实验的设计过程；3、参与DIS的操作过程，获得实验的体会；4、在实验过程中探讨教学方法，提高自己的教学技能；二、实验过程实验一：摩擦力（1）实验器材朗威®DISLab数据采集器、力传感器、配重块、摩擦力实验器、计算机、砝码、弹簧测力计。
（2）实验操作1、将力传感器接入数据采集器，并与摩擦力实验器相连。
2、点击教材专用软件主界面上的实验条目“用DIS研究摩擦力与哪些因素有关”，打开该软件。
3、点击“开始记录”，对传感器进行软件调零。
4、选择摩擦力大的滑块，打开摩擦力实验器电动机电源开关，使滑块下底板在电动机的牵引下由静止状态变为匀速运动状态过程，点击“停止记录”，观察实验曲线。
5、选择100g的滑块，重复上述操作，得到滑动摩擦力与时间的关系。
6、将实验获得的f-t图线置于显示区域中间，点击“选择区域”，选择需要研究的一段f-t图线即可得到相应的摩擦力数值。
7、在100g滑块上添加不同质量的砝码，重复实验后得到一组摩擦力数据。
8、点击“Ff-Fn图像”，得到一组数据点，对数据点进行“直线拟合”，总结摩擦力与正压力的关系。
（3）实验数据（最大砝码由静止变匀速）（“选择区域”相应摩擦力数值）图26-1 研究摩擦力与哪（一组不同质量砝码摩擦力数据）由实验数据可知：摩擦力随着正压力的变大而变大，所以摩擦力与正压力成正比实验二：气体压强与体积的关系及烛光光强的测定（1）实验目的1、了解气体压强与体积的关系；2、研究烛光的光强。
（2）实验原理在使用“cd ”（坎德拉）作为光强单位之前，“烛光”曾经作为光强度的标准计量单位被使用多年。
探照灯、照明弹等都以“××万烛光”来说明其亮度。
尽管我们日常使用的蜡烛与定义“烛光”时使用的蜡烛不同，但探究一下其发光强度是有一定意义的。
通过声音输出波形的方法
通过声音输出波形的方法说实话通过声音输出波形这事儿，我一开始也是瞎摸索。
我最先想到的就是利用电脑上的音频编辑软件来搞定这个问题。
我试了Audacity这个软件，毕竟它是免费的而且功能还挺强大的。
我就想把声音文件导进去，然后找到能显示波形的功能。
可是一开始我都找不到入口在哪里，找了半天，就像在一个大迷宫里找出口一样。
后来我发现有个视图选项，里面有个显示波形图的设置，这算是有点头绪了。
但是新的问题又出现了，导进去的声音格式不对有时候居然不显示波形，我才知道原来这个软件对声音文件的格式有要求，就像不同的锁需要不同的钥匙一样。
我得把声音文件转换成合适的格式，像WAV格式就很通用。
然后我还试过用一些专业的音乐制作软件，像FL Studio。
这个软件就特别复杂，一进去看到那一堆的菜单和面板，我都懵了。
我就到处点，试着导入声音文件。
我本来以为在很明显的地方能找到波形输出，可是找了好久才知道要在轨道编辑区域那里设置显示模式为波形模式。
这里面的菜单就像一团乱麻，要一根一根挑出来理顺。
还有一次，我想通过代码来实现这个功能。
我知道Python有处理音频的库，像pydub之类的。
我就想着用代码读取声音文件然后画出波形。
我从网上找了不少代码示例，但是那些代码东一块西一块的，拼凑的时候特别容易出错。
就像搭积木一样，缺了一块或者拼错一块，整个大厦就建不起来了。
我老是遇到语法错误或者库引用错误的问题。
不过慢慢调试之后，终于能显示出简单的波形了。
不过这个方法对于初学者而言确实有点难。
要说实在的建议的话，要是只想简单地看看声音的波形，那用Audacity是个不错的选择，尽管开始可能会遇到格式之类的小问题。
如果想深入研究声音波形的处理，像对于那些搞音乐制作或者音频分析的人，那就得好好去研究像FL Studio这样复杂的软件或者掌握用代码来处理的能力。
另外在操作这些软件或者代码的时候，一定要多看看文档，就像在陌生的地方要看看地图一样。
通过电脑观察声音的波形
通过电脑观察声音的波形实验内容把麦克风接到示波器上，观察乐器产生的各种各样的波形。
有的呈锯齿状，有的呈正弦曲线状。
但是，示波器只能显示波形而无法将其记录下来，所以需要利用电脑记录波形。
还可以将波形图打印出来发给学生，从而让大家思考音色与波形之间的关系。
所需材料电脑，麦克风，AD转换器，打印机。
实验方法1．把AD转换器接到电脑上。
通过AD转换器把麦克风收集到的声音信号输入电脑。
2．记录下每个学生的“ABCDE”的发音，打印出来。
可以发现：同样是“A”的发音，每个学生的波形都不一样。
同一个学生的“ABCDE”的发音产生的波形也不一样。
3．一起来看看吉他初学者必看的弦的共振波形、首先，用电脑把吉他的原声记录下来。
原声的波形混乱，类似于正弦曲线。
扭曲原声（弹电吉他时用的效果器，可以向学生借用一下），此时，声音的波形变成了短形波。
使另一个原声发生延时（即：回响），可以看到类似于原声重叠的波形在不断反复。
扭曲让波形更加起伏不平，延时使波形反复。
用麦克风收集到的声波，在电脑上呈现的横波图形延伸利用电脑可以观察到低频发送器既有正弦输出又有短形波输出这两种波形。
此时，可以让学生思考音色与波形的关系。
堪称乐器之王的电子合声器是如何决定音色的呢？下面我们简单地看看它的结构。
声调——VCO（V oltage Controlled Oscillator）：产生锯齿波等；每个8度用1V。
音色——VCF（V oltage Controlled Filter）：从锯齿波中去除谐音，或决定它的多少。
音量——VCA（V oltage Controlled Amplifier）ENV（Envelope generator）：通过运用ADSR，在音色中加入奇特的韵昧。
LFO（Low Frequency Oscillator）：通过控制VCO产生颤音效果；通过控制VCA产生颤音效果。
用简单的方法显示声波电脑一般都会随机附带麦克风（一部分是内置式的）。
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用计算机观察声音的波形[转]
实验目的：用计算机观察音叉发出的声音的波形并比较两个不同频率的音叉的波形。
实验器材：计算机、数据采集器、声音传感器（2个），音叉（2个）。
实验步骤：
一、观察声音的波形
1．将声音传感器连接到smart采集器上，然后将传感器固定在音叉的附近，传感器的敏感元件朝向音叉的方向；
2．进入特殊软件中的‘声音软件’，设置好采集持续时间；
3．用小槌敲击音叉，然后点击‘单通道’，开始采集数据；
4．采集结束后，观察和分析声波的波形；
二、声波的波形
用相同的方法可以得到噪声的波形。
三、比较两个声音的频率
1．将两个声音传感器连接到smart采集器上，然后将两个传感器的敏感元件分别与两个音叉对准；
2．进入特殊软件中的‘声音软件’，设置好采集持续时间；
3．用小槌分别敲击两个音叉，然后点击‘双通道’，开始采集。
4．采集结束后，观察和分析声波的波形，得到两个声音的频率之比，看是否等于音叉上标志的频率之比；
5．如果其中一个音叉没有了频率标志，可通过已知的一个音叉的频率和频率之比求这个音叉的频率。
如上图，选取红线的5个波，绿线的8.5个波，则频率之比为，已知，则可计算出。