Subversion Repositories svnkaklik

Rev

Rev 569 | Show entire file | Ignore whitespace | Details | Blame | Last modification | View Log

Rev 569 Rev 570
Line 1... Line 1...
1
\documentclass[12pt,a4paper]{article}
1
\documentclass[12pt,a4paper,doubleside]{article}
2
\usepackage[colorlinks=true]{hyperref}
2
\usepackage[colorlinks=true]{hyperref}
3
\usepackage[utf8]{inputenc}
3
\usepackage[utf8]{inputenc}
4
\usepackage[czech]{babel}
4
\usepackage[czech]{babel}
5
\usepackage{graphicx}
5
\usepackage{graphicx}
6
\textwidth 16cm \textheight 24.6cm
6
\textwidth 16cm \textheight 24.6cm
Line 18... Line 18...
18
\end{abstract}
18
\end{abstract}
19
\section{Úvod}
19
\section{Úvod}
20
Prvním úkolem měření bylo zjistit závislost intenzity odraženého signálu od rovné kovové desku v závyslosti na úhlu mezi vysílačem a přijímačem. 
20
Prvním úkolem měření bylo zjistit závislost intenzity odraženého signálu od rovné kovové desku v závyslosti na úhlu mezi vysílačem a přijímačem. 
21
\section{Postup měření}
21
\section{Postup měření}
22
Nejdříve jsme začali ověřováním zákonu úhlu drazu. Za tímto účelem, jseme k úhlo měru připevnili odraznou kovovou desku, kterou jsme pam pomocí UZ reproduktoru ozarovali pod několika zvolenými úhly. Jak je vidět v následujících tabulkách.
22
Nejdříve jsme začali ověřováním zákonu úhlu drazu. Za tímto účelem, jseme k úhlo měru připevnili odraznou kovovou desku, kterou jsme pam pomocí UZ reproduktoru ozarovali pod několika zvolenými úhly. Jak je vidět v následujících tabulkách.
-
 
23
\begin{table}[htbp]
-
 
24
\caption{Zákon odrazu}
-
 
25
\begin{center}
-
 
26
\begin{tabular}{|c|c|}
-
 
27
\hline
-
 
28
\multicolumn{ 2}{|c|}{Uhel dopadu: 70$^\circ$} \\ \hline
-
 
29
Úhel[$^\circ$] & Intenzita [1] \\ \hline
-
 
30
90 & 2,37 \\ \hline
-
 
31
100 & 2,07 \\ \hline
-
 
32
110 & 2,52 \\ \hline
-
 
33
120 & 2,67 \\ \hline
-
 
34
130 & 1,98 \\ \hline
-
 
35
140 & 1,21 \\ \hline
-
 
36
150 & 1,15 \\ \hline
-
 
37
\end{tabular}
-
 
38
\begin{tabular}{|c|c|}
-
 
39
\hline
-
 
40
\multicolumn{ 2}{|c|}{Uhel dopadu: 50$^\circ$} \\ \hline
-
 
41
Úhel[$^\circ$] & Intenzita [1] \\ \hline
-
 
42
90 & 1,37 \\ \hline
-
 
43
100 & 1,72 \\ \hline
-
 
44
110 & 2,59 \\ \hline
-
 
45
120 & 2,67 \\ \hline
-
 
46
130 & 2,58 \\ \hline
-
 
47
140 & 2,37 \\ \hline
-
 
48
150 & 1,86 \\ \hline
-
 
49
\end{tabular}
-
 
50
\begin{tabular}{|c|c|}
-
 
51
\hline
-
 
52
\multicolumn{ 2}{|c|}{Uhel dopadu: 40$^\circ$} \\ \hline
-
 
53
Úhel[$^\circ$] & Intenzita [1] \\ \hline
-
 
54
90 & 0,92 \\ \hline
-
 
55
100 & 1,23 \\ \hline
-
 
56
110 & 1,81 \\ \hline
-
 
57
120 & 2,25 \\ \hline
-
 
58
130 & 2,28 \\ \hline
-
 
59
140 & 2,62 \\ \hline
-
 
60
150 & 2,01 \\ \hline
-
 
61
\end{tabular}
-
 
62
\end{center}
-
 
63
\label{odraz}
-
 
64
\end{table}
-
 
65
 
-
 
66
%Graficke vyjadreni techto dat vypada takto:
-
 
67
%\begin{figure}[h] \caption{Odrazy ultrazvuku od kovove desky} \label{obr1}
-
 
68
% \begin{center} \includegraphics[width=5cm]{plot.ps} \end{center}
-
 
69
%\end{figure}
-
 
70
 
-
 
71
Dalším naším úkolem bylo změření rychlosti zvuku a pomocí této experimentálně zjištěné rychlosti se pak pokusit určit neznámou vzdálenost. Naše měření jsme prováděli odrazem. a jeho výsledky zobrazuje tabulka \ref{rychlost}.
-
 
72
Výpočtem s využitím informací z \cite{sonar} jsme z naměřených hodnot určili rychlost zvuku na $v_{z}=(321,8\pm6,8)m/s$ 
-
 
73
 
23
\begin{table}[htbp] \caption{Měření rychlosti zvuku}
74
\begin{table}[htbp] \caption{Měření rychlosti zvuku}
24
	\begin{center}
75
	\begin{center}
25
		\begin{tabular}{|c|c|}
76
		\begin{tabular}{|c|c|}
26
		\hline Vzdalenost [cm] & cas[us$^\circ$]  \\ \hline
77
		\hline Vzdalenost [cm] & cas[us]  \\ \hline
27
		5 & 420 \\ \hline
78
		5 & 420 \\ \hline
28
		10 & 681 \\ \hline
79
		10 & 681 \\ \hline
29
		15 & 1010 \\ \hline
80
		15 & 1010 \\ \hline
30
		20 & 1260 \\ \hline
81
		20 & 1260 \\ \hline
31
		25 & 1620 \\ \hline
82
		25 & 1620 \\ \hline
Line 36... Line 87...
36
		50 & 3020 \\ \hline
87
		50 & 3020 \\ \hline
37
		\end{tabular}
88
		\end{tabular}
38
	\end{center}
89
	\end{center}
39
\label{rychlost}
90
\label{rychlost}
40
\end{table}
91
\end{table}
-
 
92
Známou rychlost jsme následně využili k dopočtení neznámé vzdálenosti od překážky za pomoci časového posunu změřeného echa. Jak ukazuje tabulka \ref{vzdalenost}.
-
 
93
\begin{table}[htbp]
-
 
94
\caption{Měření vzdálenosti odrazem}
-
 
95
\begin{center}
-
 
96
\begin{tabular}{|c|c|c|}
-
 
97
\hline cas[us] & \multicolumn{ 2}{|c|}{skutecna / zmerena vzdalenost [cm]}\\  \hline
-
 
98
1720 & 27 & 27,67 \\ \hline
-
 
99
1360 & 21 & 21,88 \\ \hline
-
 
100
2000 & 32 & 32,18 \\ \hline
-
 
101
2230 & 36 & 35,88 \\ \hline
-
 
102
2410 & 39 & 38,78 \\ \hline
-
 
103
2640 & 43 & 42,48 \\ \hline
-
 
104
\end{tabular}
-
 
105
\end{center}
-
 
106
\label{vzdalenost}
-
 
107
\end{table}
-
 
108
U všech těchto měření bylo vhodné odečíst 50us spoždění  měřící aparatury (hlavně zesilovače). 
-
 
109
 
-
 
110
Dalším úkolem bylo proměření Dopplerova posuvu, zde šlo již o náročnější měření s pohybujícím se vozíkem na kolejové dráze. Naměřené výsledky shrnuje tabulka \ref{doppler}.
-
 
111
 
-
 
112
\begin{table}[htbp]
-
 
113
\caption{Měření Dopplerova posuvu}
-
 
114
\begin{center}
-
 
115
\begin{tabular}{|c|l|} \hline
-
 
116
$f_0=40,42[kHz]$ & $v=0,61[m/s]$ \\ \hline
-
 
117
\multicolumn{ 2}{|c|}{40,48} \\ \hline
-
 
118
\multicolumn{ 2}{|c|}{40,49} \\ \hline
-
 
119
\multicolumn{ 2}{|c|}{40,48} \\ \hline
-
 
120
\multicolumn{ 2}{|c|}{40,48} \\ \hline
-
 
121
\multicolumn{ 2}{|c|}{40,49} \\ \hline
-
 
122
\multicolumn{ 2}{|c|}{40,48} \\ \hline
-
 
123
\end{tabular}
-
 
124
\begin{tabular}{|c|l|} \hline
-
 
125
$f_0=40,39[kHz]$ & $v=0,46[m/s]$ \\ \hline
-
 
126
\multicolumn{ 2}{|c|}{40,45} \\ \hline
-
 
127
\multicolumn{ 2}{|c|}{40,44} \\ \hline
-
 
128
\multicolumn{ 2}{|c|}{40,45} \\ \hline
-
 
129
\multicolumn{ 2}{|c|}{40,44} \\ \hline
-
 
130
\multicolumn{ 2}{|c|}{40,44} \\ \hline
-
 
131
\multicolumn{ 2}{|c|}{40,44} \\ \hline
-
 
132
\end{tabular}
-
 
133
\begin{tabular}{|c|l|} \hline
-
 
134
$f_0=40,48[kHz]$ & $v=0,4[m/s]$ \\ \hline
-
 
135
\multicolumn{ 2}{|c|}{40,53} \\ \hline
-
 
136
\multicolumn{ 2}{|c|}{40,53} \\ \hline
-
 
137
\multicolumn{ 2}{|c|}{40,53} \\ \hline
-
 
138
\multicolumn{ 2}{|c|}{40,52} \\ \hline
-
 
139
\multicolumn{ 2}{|c|}{40,52} \\ \hline
-
 
140
\multicolumn{ 2}{|c|}{40,52} \\ \hline
-
 
141
\end{tabular}
-
 
142
\begin{tabular}{|c|l|} \hline
-
 
143
$f_0=40,47[kHz]$ & $v=0,5 [m/s]$ \\ \hline
-
 
144
\multicolumn{ 2}{|c|}{40,53} \\ \hline
-
 
145
\multicolumn{ 2}{|c|}{40,53} \\ \hline
-
 
146
\multicolumn{ 2}{|c|}{40,53} \\ \hline
-
 
147
\multicolumn{ 2}{|c|}{40,53} \\ \hline
-
 
148
\multicolumn{ 2}{|c|}{40,53} \\ \hline
-
 
149
\multicolumn{ 2}{|c|}{40,53} \\ \hline
-
 
150
\end{tabular}
-
 
151
\end{center}
-
 
152
\label{doppler}
-
 
153
\end{table}
-
 
154
 
-
 
155
Nakonec následoval nejproblematičtější úkol a to měření difrakce. Zde bylo prakticky vyloučeno dodržet podmínky ze zadání ulohy \cite{sonar}, které specifikují vzdálenost mikrofonu od mřížky v rozsahu 3-4m. Z důvodu omezeného prostoru v laboratoři jsme tak měříli poize ve vzdálenosti 1,75m
-
 
156
 
-
 
157
\begin{table}[htbp]
-
 
158
\caption{Měření difrakce na mřížce m=10mm}
-
 
159
\begin{center}
-
 
160
\begin{tabular}{|c|c|}
-
 
161
\hline
-
 
162
\multicolumn{ 2}{|c|}{Počet štěrbin N=1} \\ \hline
-
 
163
offset[mm] & Intenzita[1] \\ \hline
-
 
164
268 & 0,3 \\ \hline
-
 
165
273 & 0,48 \\ \hline
-
 
166
277 & 0,64 \\ \hline
-
 
167
281 & 0,5 \\ \hline
-
 
168
285 & 0,29 \\ \hline
-
 
169
293 & 0,48 \\ \hline
-
 
170
300 & 1,17 \\ \hline
-
 
171
306 & 0,68 \\ \hline
-
 
172
322 & 0,19 \\ \hline
-
 
173
333 & 0,68 \\ \hline
-
 
174
\end{tabular}
-
 
175
\begin{tabular}{|c|c|}
-
 
176
\hline
-
 
177
\multicolumn{ 2}{|c|}{Počet štěrbin N=2} \\ \hline
-
 
178
offset[mm] & Intenzita[1] \\ \hline
-
 
179
292 & 0,79 \\ \hline
-
 
180
326 & 0,95 \\ \hline
-
 
181
271 & 0,94 \\ \hline
-
 
182
301 & 0,45 \\ \hline
-
 
183
264 & 0,43 \\ \hline
-
 
184
33,2 & 0,47 \\ \hline
-
 
185
\end{tabular}
-
 
186
\begin{tabular}{|c|c|}
-
 
187
\hline
-
 
188
\multicolumn{ 2}{|c|}{Počet štěrbin N=3} \\ \hline
-
 
189
offset[mm] & Intenzita[1] \\ \hline
-
 
190
300 & 3,15 \\ \hline
-
 
191
292 & 2,66 \\ \hline
-
 
192
282 & 3,8 \\ \hline
-
 
193
311 & 2,82 \\ \hline
-
 
194
324 & 3,35 \\ \hline
-
 
195
305 & 3,06 \\ \hline
-
 
196
295 & 3,01 \\ \hline
-
 
197
\end{tabular}
-
 
198
\end{center}
-
 
199
\label{difrakce}
-
 
200
\end{table}
41
   
201
   
42
\section{Diskuse}
202
\section{Diskuse}
43
Díky našim měřícím podmínkám bych výsleky měření hodnotil spíše, jako velice informativní, neboť například zvláště při měření difrakce se v datech uplaťnovala jakákoli změna měřeného prostředí. (procházející kolegové, přesun přívodních vodičů, i samotný přesun měřícího mikrofonu). Při ověřivání zákonu odrazu byla zase problematická neznalost vyzařívacích charakteristik reproduktoru. Navíc díky absenci jakéhokoli mechanického vedení docházelo k vyosení snímače z jeho původní pozice. Tento jev by sice bylo možné částečně  eliminovat hledáním maxima signálu vždy pod zvoleným reflexním úhlem ale tato metoda by asi značně přesáhla měřící čas, který i tak byl velice napjatý.   
203
Díky našim měřícím podmínkám bych výsleky měření hodnotil spíše, jako velice informativní, neboť například zvláště při měření difrakce se v datech uplaťnovala jakákoli změna měřeného prostředí. (procházející kolegové, přesun přívodních vodičů, i samotný přesun měřícího mikrofonu). Při ověřivání zákonu odrazu byla zase problematická neznalost vyzařívacích charakteristik reproduktoru. Navíc díky absenci jakéhokoli mechanického vedení docházelo k vyosení snímače z jeho původní pozice. Tento jev by sice bylo možné částečně  eliminovat hledáním maxima signálu vždy pod zvoleným reflexním úhlem ale tato metoda by asi značně přesáhla měřící čas, který i tak byl velice napjatý.   
44
\section*{Závěr}
204
\section*{Závěr}
45
Měřením jsme ověřili platnost zákona odrazu z geometrické optiky i pro zvukové vlny. Dále jsme zjistili, že rychlosti zvuku v našich laboratorních podmínkách se nijak zásadně neliší od tabulkových hodnot a též Dopplerův efekt je reálnou vlastností vlnění.
205
Měřením jsme ověřili platnost zákona odrazu z geometrické optiky i pro zvukové vlny. Dále jsme zjistili, že rychlosti zvuku v našich laboratorních podmínkách se nijak zásadně neliší od tabulkových hodnot a též Dopplerův efekt je reálnou vlastností vlnění.
46
%\begin{thebibliography}{99}
206
\begin{thebibliography}{99}
-
 
207
\bibitem{sonar}{\it Zadání úlohy 8 - sonar}. \href{http://praktika.fjfi.cvut.cz/Sonar}{http://praktika.fjfi.cvut.cz/Sonar}.
47
%\end{thebibliography}
208
\end{thebibliography}
48
\end{document}
209
\end{document}
49
 
210
 
50
 
211
 
51
 
212
 
52
 
213