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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:

  1. 设置一个音量阈值(默认能检测到正常人的拍手)
  2. 手机监听周围声音
  3. 当音量超过阈值时记录时间点
  4. 点"停止"后显示所有检测到的时间点和它们之间的间隔
声学秒表——自动检测声音事件并记录时间间隔

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):

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:

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