2. Procediment experimental
Ajust inicial
2.1 Per tal de poder visualitzar el senyal provinent del detector cal que connectem l’oscil·loscopi i el freqüencímetre de baixa freqüència (figura 5).
2.2 Aleshores, connectem l’alimentació del generador de microones (fig. 2).
2.3 Assegureu-vos que el generador està oscil·lant i que, per tant, l’oscil·loscopi detecta un màxim de tensió contínua (en aquest cas uns 100 mV negatius). Si no fos el cas, podreu variar el potencial del reflector del clistró fins que això es produeixi. Un cop el generador està oscil·lant, espereu uns 10 min per tal d’estabilitzar el generador d’ones.
Mesura de la freqüència de les microones
2.4 La mesura de la freqüència s’efectua variant lentament la sintonia (cavitat ressonant) del freqüencímetre de microones (figura 3) mentre s’observa la pantalla de l’oscil·loscopi.
2.5 Quan coincideixen les freqüències del generador i la de la cavitat ressonant del freqüencímetre, aquest absorbeix part del senyal i en resulta una disminució del valor absolut de la tensió que detecta l’oscil·loscopi.
2.6 Cal anotar, aleshores, el valor, f (MHz), que assenyala el freqüencímetre.
Observació de les pulsacions
2.7 L’efecte Doppler es manifesta a través de les pulsacions de molt baixa freqüència captades pel detector, que apareixen en superposar dues ones de freqüències molt semblants. Si engegueu el trenet podreu observar que, quan aquest passa pel tram de via que està alineat amb l’antena, l’oscil·loscopi enregistra tot un seguit d’oscil·lacions. Es recomana que selecciona una base de temps de 10 a 25 ms per tal d’obtenir una bona imatge en la pantalla (figura 8).
|
Figura 8 |
Mesura de fp
2.8 Per tal d’efectuar mesures cal fixar una de les pantalles de l’oscil·loscopi. Es recomana utilitzar els cursors per a determinar la distància temporal entre dos màxims, que és justament l’invers de fp.
2.9 Podreu comprovar la mesura de la freqüència en el freqüencímetre (figura 5).
2.10 Tanmateix, podreu optimitzar la mesura si anoteu una taula de temps, t, en funció de l’ordre, n, del màxim, fent que n = 0 i que t = 0 correspongui al primer màxim de l’esquerra. La representació gràfica n(t) ha de resultar lineal si la velocitat del mòbil és uniforme, amb un pendent igual a fp.
Determinació de la velocitat, V
2.11 A partir de fp podreu determinar la velocitat del tren si utilitzeu l’expressió (3).
2.12 Podreu determinar també la velocitat del tren amb el cronòmetre (figura 6), si mesureu el temps que tarda en recórrer els 87,5 cm que separen dues marques dibuixades arran de via.
2.13 Finalment, podreu contrastar els resultats obtinguts amb els dos mètodes
|