磁力尺与声学秒表——两种自动计时工具
磁力尺(Magnetic Ruler)
磁力尺是 phyphox 里最"巧"的实验之一——它用一排等间距的小磁铁(比如每隔 10cm 粘一个在塑料尺上)和手机的磁力计来测量物体的位置和速度。
原理很简单:手机沿尺子移动时,磁力计会在经过每个磁铁时产生一个脉冲峰值。记录每个峰值出现的时间,就能得到位置-时间数据,再微分得到速度。
声学秒表(Acoustic Stopwatch)
声学秒表是 phyphox 里最有用的通用计时工具——它能检测两次或多次声音事件之间的时间间隔:
- 设置一个音量阈值(默认能检测到正常人的拍手)
- 手机监听周围声音
- 当音量超过阈值时记录时间点
- 点"停止"后显示所有检测到的时间点和它们之间的间隔

典型用途
| 用途 | 操作 |
|---|---|
| 自由落体实验 | 释放和落地各发出一次声音,间隔即下落时间 |
| 声速测量 | 两台手机配合,一台发声一台计时 |
| 运动计时 | 让物体撞击两个间隔已知的障碍物,测撞击时间差 |
| 音乐节拍 | 设置阈值为音乐音量,自动识别节拍间隔 |
光学秒表(Optical Stopwatch)
工作原理和声学秒表完全一样,但触发条件是光强变化(需要光感器——iOS 上不可用):
- 设置一个亮度阈值
- 检测光强从暗到亮或从亮到暗的切换
- 适合:检测遮光物体的通过时间、频闪周期等
运动秒表(Motion Stopwatch)
运动秒表用加速度计检测机械冲击事件——手机受到突然震动时触发计时:
- 设置加速度阈值(比如 > 2 m/s²)
- 适合:检测碰撞、弹跳等有明显加速度变化的事件
- 碰撞实验、弹跳高度测量都用它
小结:四种自动计时
| 工具 | 触发条件 | 传感器 | 典型场景 |
|---|---|---|---|
| 声学秒表 | 声音超阈值 | 麦克风 | 自由落体、声速、节拍 |
| 光学秒表 | 光强超阈值 | 光感器(iOS 不可用) | 遮光检测、频闪 |
| 距离秒表 | 靠近/远离状态切换 | 距离传感器 | 手指靠近/移开计时 |
| 运动秒表 | 加速度超阈值 | 加速度计 | 碰撞、弹跳、冲击 |