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    激光琴实验报告

    来源:书业网 时间:2016-03-04

    篇一:激光琴的研究与探索

    目录

    摘要 .................................................................................................................................................. 2

    关键词 .............................................................................................................................................. 2

    Abstract ............................................................................................................................................. 3

    Keywords .......................................................................................................................................... 3

    1.引言 ............................................................................................................................................... 4

    2.传统竖琴........................................................................................................................................ 4

    3.激光竖琴........................................................................................................................................ 4

    4.激光琴原理 .................................................................................................................................... 4

    4.1基本原理 ..................................................................................................................................... 4

    4.2激光琴的结构 ............................................................................................................................. 5

    4.3激光琴的功能 ............................................................................................................................. 5

    4.4激光琴的系统组成与工作原理 ................................................................................................. 5

    4.4.1整个激光竖琴系统分为发射、感应及响应三部分。 .......................................................... 5

    4.4.2工作原理 .................................................................................................................................. 5

    5.电路原理图 .................................................................................................................................... 7

    5.1感光部分电路 ............................................................................................................................. 7

    5.2.发音电路 ..................................................................................................................................... 8

    5.3流程图......................................................................................................................................... 8

    6.激光琴未来的发展之路 ................................................................................................................ 8

    结束语 .............................................................................................................................................. 8

    参考文献 .......................................................................................................................................... 8

    致谢 .................................................................................................................................................. 9

    摘要:伴随着激光技术的发展和广泛应用,激光已不仅在农业 工业 医疗上得到广泛应用而且激光在与电子技术结合也得到了很好的体现。利用八个激光管发出的光束作为琴弦利用单片机控制播动激光琴弦时发出不同音调的声音,当在激光照射时单片机单片机读取的光敏电阻的电压为低电平,令此它的逻辑电平为0;当无激光照射时单片机读取的光敏电阻的电压为高电平令此它的逻辑电平为。因此当遮挡激光的光线时它就能在电路中产生开关的效(来自:WWw.Zaidian.Com 在点网)。因而,当我们用手遮挡激光的时候对应的光敏电阻的电阻电压为高电平,此时激光琴就会发出声音,连续遮挡不同的激光管就能演奏出动听的音乐。

    关键词:激光管; 激光技术; 激光琴 ; 光敏电阻

    Research and Exploration on the laser harp

    Abstract: Along with the development and wide application of laser technology, the laser has not only been widely used in the agricultural industrial medical and laser in combination withelectronic technology has also been well represented. The eight beam emitted from the laser tubeas the strings use of single-issue different tones of voice broadcast dynamic laser strings photoresistor when the laser irradiation, single-chip microcontroller read voltage is low, so it's logical level 0; the

    photosensitive resistor voltage read by the microcontroller when the laser irradiation is high so it logic level. Therefore, when the cover of the laser light, it can also be in the efficiency of the switch is generated in the circuit. Thus, when we block the laser by hand when the resistance of the photoresistor corresponding voltage is high, the laser piano will sound,continuous block the laser tube will be able to play the sounds of music.

    Keywords: Laser tube; Laser Technology; Laser piano; photoresistor

    1.引言

    激光琴是一种没有琴弦的琴,逐渐代替琴弦的

    是一束束激光光束。当你用手去遮挡光束时,激

    光琴会发出相应音符的声音,弹奏不同琴键而发

    出不同音符的声音一样,十分有趣,能够吸引读

    者的积极性。在把握光电效应的同时我们更要掌

    握激光琴的原理和使用方法。激光琴主要是利用

    光电效应可以把光信号转变为电信号,动作迅速

    灵敏。我们研究他的每一束光束由每一个激光点

    所发出的不同音调和音色与普通的琴类所发出的

    音调和音色是否完全相同,每遮挡一个光束时激

    光琴发出的声音与琴类的各个琴键或琴弦的所发

    出的声音与之相对应。

    2.传统竖琴

    竖琴是世界上最古老的拨弦乐器,早期的竖琴只具有

    按自然音阶排列的弦,所奏调性有限。现代竖琴是由法国

    钢琴制造家 S·埃拉尔于 1810年设计出来的,有四十七

    条不同长度的弦,七个踏板可改变弦音的高低,能奏出所

    有的调性。由于具有丰富的内涵和美丽的音质,竖琴成为

    交响乐队以及歌舞剧中特殊的色彩性乐器,主要担任和声

    伴奏和滑奏式的装饰句,每每奏出画龙点睛之笔,令听众

    难以忘怀。在室内乐中,竖琴也是重要的独奏乐器。独奏

    时能奏出柔和优美的抒情段或华彩段,极具感染力。 3.激光竖琴

    激光竖琴是指一架没有琴弦的竖琴,取而代之的是激

    光光束,演奏者只需拨动光束,便如同拨动了琴弦,就可以演奏一段旋律。能给观众得到光合声相结合的美感。与传统竖琴相比激光竖琴更能体现他的自能化和全能化。

    4.激光琴原理

    4.1基本原理

    在自然界,有些物质一经光照射,其内部的原子就会释放出电子,使物体的导电性增加。原来电阻很大的材料,在光照下,电阻就会演奏。演奏者用手遮住一束光, 无弦琴就会发 出声音,相当于拨动一根琴弦。经过不停地对光控制,可以“演奏”出不同的音 阶和乐曲。 在日常生活中,激光琴可以作为游乐景点的休闲设施供游人弹奏,而不用担心破坏琴键,不担心染上细菌,较传统的笨重变得很小,这种现象叫做光电效应。用这种材料可以制成光敏元件,对电路进行光控。利用光学控制原理制作的激光琴,使得演奏者无需用手接触琴身就可演奏。激光琴是一种没有琴弦的琴,代替琴弦的是一束束激光光束。当你用手去遮挡光束时,激光琴会发出相应音符的声音,如弹奏不同琴键而发出不同音符的声音一样,十分有趣,引人入胜。

    激光琴是一种以激光束作为琴弦的乐器。其结构依光束前进方向依次 有激光器输出总光束,经分光元件分出作为琴弦的分光束,光电接收器将光信号

    转换成电讯号输至与琴键相连的电子控制器。激光束琴弦人眼看得着而摸不着, “拨动”它可以发出美妙的琴声。利用激光技术及光学控制原理制作的激光琴,使得

    演奏者无需用手接触琴身就可而“娇贵”的传统钢琴,激光琴真 是一种理想的集观赏与娱乐为一体的乐器。

    4.2激光琴的结构

    (1) 该系统由八个激光管构成的发射部分、八个光敏电阻与51单片机构成的感应部分和一个喇叭构成的响应部分三部分组成;

    (2) 通过单片机串行口进行数据传输。

    4.3激光琴的功能

    (1) 用手挡住八根激光中的一根时,喇叭响起与之对应的八个音节中的一个。

    (2)连续挡住不同的激光管时能演奏简单的音乐。

    4.4激光琴的系统组成与工作原理

    4.4.1整个激光竖琴系统分为发射、感应及响应三部分。

    (1) 发射部分:由八个激光管模仿竖琴琴弦构成。

    激光管发射的集中且亮度较高的红外线有利于感应部分的光敏电阻较敏感的感应光亮变化从而产生较明显的阻值变化。

    (2) 感应部分:主要由光敏电阻和AT89C52单片机两部分部分组成。

    激光管发射的光束被挡住时,对应的光敏电阻感应并产生阻值变化,八个光敏电阻组成的系统产生高低电位的变化,并由单片机读取光敏电阻高低电位变化,完成操作指令的输入,单片机根据指令信息来控制数据通过串行口传输数据,对其输入信号进行判断,然后既对接扬声器的p3.7口进行高低电平的赋值,使其产生相应的反应。

    (3) 响应部分:

    主要是一个喇叭(实验室里的激光琴是一个音响)喇叭负责发出声响,可以对应不同竖琴琴弦发出不同频率的声音。

    4.4.2工作原理

    当有激光照射时,单片机读取光敏电阻的电压,令此时它的逻辑电平为0。当无激光照射时,单片机读取光敏电阻的电压,则这时它的逻辑电平为1。这样,当遮挡激光的光线时,就能在电路中产生开关的效果。

    人耳能听到的声音频率为20Hz--20kHz,通过51单片机自带的16位定时器就可以产生上述音频。一般音乐电路是以正弦波信号驱动喇叭以产生音乐,而在数位电路里则是以脉动信号驱动。

    至于音调,如图为C调音阶表,包括高、中、低三个音阶,每个音阶为八音度,每个音阶之间的频率相差一倍。

    通过查阅资料可知,两个半音之间的频率比为

    ,大约是1.059,如图为

    篇二:大学物理演示实1

    大学物理演示实验

    报 告

    计算机科学学院 软件工程11级02班 王林庆 (41109050210)2012.12.12

    实验一 激光琴

    【实验目的】

    通过琴声来演示光电效应 【实验仪器】

    【实验原理】

    在展品上端的钢管里,分别放置了数个"摸拟激光头",由它向下发射出数个激光光点,让其直射在下端的接收头上。当接收头内的光敏二极管在接收到光的照射后,其内电阻会发生变化,从而控制了接收扳的开通与关闭,通过接收扳的不同状态控制继电器的不同动作,从而操纵了电子琴的发声与否。操作每个不同的音管的光电系统,就会让电子琴发出不同的音调了。

    落地式激光琴是一种没有琴弦的琴,代替琴弦的是一束束激光光束。当你用手去遮挡光束时,激光琴会发出相应音符的声音,如弹奏不同琴键而发出不同音符的声音一样,十分有趣,引人入胜。 在自然界,有些物质一经光照射,其内部的原子就会释放出电子,使物体的导电性增加。原来电阻很大的材料,在光照下,电阻就会变得很小,这种现象叫做光电效应。用这种材料可以制成光敏元件,对电路进行光控。利用光学控制原理制作的激光琴,使得演奏者无需用手接触琴身就可演奏。演奏者用手遮住一束光,无弦琴就会发出声音,相当于拨动一根琴弦。经过不停地对光控制,可以“演奏”出不同的音阶和乐曲,同时可以按琴柱上的音乐选择按钮,改变无弦激光琴的音色。

    【实验操作】

    1、插上电源,打开电源开关将有红外光束从下射向上方。2、通过音节控制台可以调整音节的高低。(从左到右依次增高)3、用手遮住红外光束将会发出相应的音符声。(最后两个为控制

    键,红光为停止键,蓝光为自动播放键。)

    实验二锥体上滚

    【实验目的】

    1.通过观察与思考双锥体沿斜面轨道上滚的现象,使学生加深了解在重力场中物体总是以降低重心,趋于稳定的运动规律。 2.说明物体具有从势能高的位置向势能低的位置运动的趋势,同时说明物体势能和动能的相互转换。 【实验仪器】 锥体上滚演示仪

    【实验原理】

    能量最低原理指出:物体或系统的能量总是自然趋向最低状态。本实验中在低端的两根导轨间距小,锥体停在此处重心被抬高了;相反,在高端两根导轨较为分开,锥体在此处下陷,重心实际上降低了。实验现象仍然符合能量最低原理。 【实验步骤】

    1.将双锥体置于导轨的高端,双锥体并不下滚; 2.将双锥体置于导轨的低端,松手后双锥体向高端滚去; 3.重复第2步操作,仔细观察双锥体上滚的情况。 【注意事项】

    1.不要将锥体搬离轨道。

    2.锥体启动时位置要正,防止它滚动时摔下来造成变形或损坏。

    篇三:大学物理演示实验报告

    大学物理演示实验观后感

    电子信息工程 专业 学生 柳 咏 学号 1204451148

    今天上午我们很高兴的到理学院参观了大学物理演示实验室,尽管天气很冷,但是我们的热情很高,毕竟这对我们来说是一个全新的领域,是我们之前从未接触过的东西。在老师的带领下,我们参观并亲自操作了一些实验。在这次的演示实验课中,我见到了一些很新奇的仪器和实验,一个个奇妙的实验吸引了我们的注意力,通过奇妙的物理现象感受了伟大的自然科学的奥妙。给我印象深刻地有以下几个实验。

    一. 锥体上滚

    在演示实验室,老师首先给我们演示的是锥体上滚实验。其实验原理是:能量最低原理指出:物体或系统的能量总是自然趋向最低状态。本实验中在低端的两根导轨间距小,锥体停在此处重心被抬高了;相反,在高端两根导轨较为分开,锥体在此处下陷,重心实际上降低了。实验现象仍然符合能量最低原理,其核心在于刚体在重力场中的平衡问题,而自由运动的物体在重力的作用下总是平衡在重力势能极小的位置。

    通过这个实验,我们知道了有时候现象和本质完全相反。

    二.电磁炮

    接着我们又做了电磁炮的实验。电磁炮是利用电磁力代替火药爆炸力来加速弹丸的电磁发射系统,它主要有电源、高速开关、加速装置和炮弹组成。

    根据通电线圈磁场的相互作用原理,加速线圈固定在炮管中,当它通入交变电流时,产生的交变磁场就会在线圈中产生感应电流,感应电流的磁场与加速线圈电流的磁场相互作用,使弹丸加速运动并发射出去。

    我们将炮弹放入炮管中距尾部25cm左右,按下启动按钮发射了炮弹。虽然炮弹的射程很小,但我们都觉得很奇妙,做的很开心。

    三.会飞的碗

    会飞的碗是用来展示流体力学和空气动力学中的有关伯努利定理的知识。碗之所以会悬浮在空中,是由于伯努利定理造成的,因为在质量均匀的气流中,其流动速度越大,压力就越小;而其流动的速度越小,其压力越大。气流冲击着碗,不让它落下。碗若跳出气流,周围的空气就会把它推回到气流里,因为周围的空气速度小,压力大,而气流里的空气速度大,压力小,压力差使碗可以稳定的悬浮于空中。

    我们对这个都很干兴趣,觉得十分有趣,所以我们都做了这个实验。

    四.辉光球

    随后我们看到的一个球形仪器称为辉光球。辉光球又称为电离子魔幻球。它的外观为直径约15cm的高强度玻璃球壳,球内充有稀薄的惰性气体(如氩气等),玻璃球中央有一个黑色球状电极。球的底部有一块震荡电路板,通过电源变换器,将12V低压直流电转变为高压高频电压加在电极上。

    通电后,震荡电路产生高频电压电场,由于球内稀薄气体受到高频电场的电离作用而光芒四射,产生神秘色彩。由于电极上电压很高,故所发生的光是一些辐射状的辉光,绚丽多彩,光芒四射,在黑暗中非常好看。

    五.激光琴

    激光琴是演示光电效应的装置。它是一种没有琴弦的琴,代替琴弦的是激光束,对应着光敏电阻,手指“轻弹”光束。当用手指遮住光束时,遮断光路,改变了光敏电阻的电阻值,产生跳变的电压信号。这个电压信号就触发相应的电路开始工作,从而产生一个具有固定频率的电信号。电信号经过电子合成器处理放大后,由扬声器发出相应音符的声音,就像弹奏不同琴键发出的不同音符的声音一样,十分有趣,引人入胜。

    虽然我们都不懂音乐,但这并不妨碍我们演示实验的热情。我们把手伸到激光束下,遮住光束,然后快速的移动着手指,“悦耳动听”的琴声便萦绕在演示实验室中,我们玩的乐此不疲。

    六.静电跳球

    静电跳球是通过小球在静电场的作用下上下跳动,演示同性电荷相斥、异性电荷相吸的原理。带电荷量为q的小金属球在电场强度为E的电场中受到电场力

    为F=qE,若电场力的方向是竖直向上,在F>mg时,电场力可以克服重力做功使它向上运动。在实验室的装置是在水平方向设置两个相互平行有一定间距d的导体平板。在两板之间放入一些用锡箔团成的小球,它们既轻且有导电,把两板与静电起电机的正负极相连,使两极板分别带正、负电荷,这时小球也带有与上下极板同性的电荷。同性电荷相斥、异性电荷相吸,小金属球在电场力的作用下在容器内做周而复始的上下运动。

    在这短短的一次物理演示实验中,我学到了许多在平时学习中学习不到的东西,收获很大。老师演示的一个个物理实验,奇妙的现象让我们感受到伟大的自然科学的奥妙,可以说这次的演示实验让我对物理学的认识有了进一步的提高。以前我们普遍认为大学物理抽象难懂、深奥复杂、枯燥乏味。物理演示实验能够将抽象、深奥的物理知识转变为具体、简单的趣味内容, 使模糊、枯燥、复杂难懂的内容变得清晰、生动、津津有味。另外, 物理演示实验能把我们在生产、生活中看到的和听到的现象, 通过实验手段再现出来。实物演示真实、直观, 能给人身临其境之感,极大地调动学习的积极性, 主动性以及激发创造的潜能。

    老师让负责操作的同学明确注意事项后,亲自动手操作,使我们具有获得成功的自豪感, 并培养了我们的自信心和学习兴趣。

    虽然说演示实验的过程是简单的,但它的意义绝非如此。我们学习的知识重在应用,对大学生来说,演示实验不仅开动了我们思考的马达,也让我们更好地把物理知识运用到了实际现象的分析中去,使我们不但对大自然产生了以前没有的敬畏和尊重,也有了对大自然探究的好奇心,我想这是一个人做学问最最重要的一点。因此我想在我们平时的学习中,要带着一种崇敬的心情和责任感,认认真真地学习,踏踏实实地学习,只有这样,我们才能真正学会一门课,学好一门课。此外,我觉得我们不能将眼光仅仅定位在事物的表面,不能被眼镜所欺骗,要认真的分析,理解,找出事物背后的真理;不仅在物理,生活中更应如此,只有这样我们才能成为一个完美的人,我想这也是为什么大纲上要安排这样一个演示实验的目的所在。

    2013年12月13日