韩伯利·布朗和特维斯效应在瀑布声波中的实验、数值和分析研究
摘要：汉伯里-布朗和特维斯效应的数值和分析建模以及实验表明，利用声波和易得到的仪器可以描述这种效应。这个有趣的现象过去经常被认为太难被包含在本科和硕士水平的标准物理学研究中，现在即使是大二本科生也可以开始学习。在最初的汉伯里-布朗和特维斯效应中，通过确定两个探测器之间的距离导致信号的交叉相关降低来计算源（天狼星）的角大小。我们发现，这个原理同样适用于来自瀑布的声波。这是非常了不起的，因为我们使用的是完全不同类型的波，与汉伯里-布朗和特维斯效应的情况不同，波的频率相差约$10^{12}$倍，波长以及从观察者位置看到的源的角展宽相差约$10^{7}$倍。最初的汉伯里-布朗和特维斯效应论文是基于两个探测器记录的强度波动的测量和这些信号之间的相关性。解释这个效应的起点是强度波动本身的理论，这个理论对于一个本科物理学生来说并不容易理解。我们的起点是通过数值建模描述宽带波的振幅水平（而不是强度水平）。通过数值建模可以很容易地揭示和理解宽带波的重要性质，而基于Morlet小波的时域频率分析（TFA）被证明是一个非常有用的工具。实际上，我们认为迄今为止对宽带波在物理教育中关注不够，但是在基础物理课程中使用数值方法的增长开辟了新的可能性。
作者：Arnt Inge Vistnes and Joakim Bergli
论文ID：2106.08137
分类：Physics Education
分类简称：physics.ed-ph
提交时间：2022-01-12