[发明专利]一种基于智能手机的物理实验方法

说明书

本发明涉及基于智能手机的物理实验方法，可有效解决基于智能手机的物理实验问题，方法是，构建实验设备，实验准备与数据采集及标识，服务器将从智能手机A1、A2和单片机中接收到的数据发送到智能手机B中，智能手机B通过数据标识，区分不同传感器，并生成传感器列表，对传感器中的数据进行数学变换，根据实验测试需要，将一个或多个传感器置零；从传感器列表中选择两个传感器，作为平面直角坐标系中的x轴和y轴，重新数据配对，组成新的数据对，并在平面直角坐标系中绘制出来；给定实验模块，从而实现基于智能手机的物理实验。本发明使用非常方便、快速，可有效实现基于智能手机的物理实验，设备简单，节约成本，方法易操作。

技术领域

本发明涉及物理实验，特别是一种基于智能手机的物理实验方法(平台)。

背景技术

物理实验是探索自然规律的重要手段，但传统物理实验存在所需仪器空间大、仪器操作复杂、不能自动处理数据、读数误差大等缺陷。目前智能手机配备了多种传感器，包括加速度计、陀螺仪、磁力计、光线传感器等，这些传感器可对加速度、速度、角度、磁场强度、光强等物理量进行测量，并且手机内部有强大的处理器，智能手机具备了采集数据和处理数据的功能，因此开展基于智能手机的物理实验具有重要意义。

开展基于智能手机的物理实验需要同时具备软件和硬件。但目前主流物理实验软件参差不齐，以目前使用广泛的phyphox为例，虽然它能实时显示手机内置传感器采集的数据，但不能实时通讯、不能处理数据、不能外接传感器，例如磁致旋光实验中，需要分别在不同的位置测量光强和角度，若手机不能实时通讯，也不能处理数据，实验就不能进行，使基于智能手机的现有软件开展物理实验受到了很大的限制。因此，如何利用智能手机进行物理实验是急需解决的技术问题。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的就是提供一种基于智能手机的物理实验方法(平台)，可有效解决基于智能手机的物理实验问题。

本发明解决的技术方案是，一种基于智能手机的物理实验方法，包括以下步骤：

(1)构建实验设备：

所述的实验设备包括激光器、起偏器、检偏器、第一智能手机A1、第二智能手机A2、第三智能手机B、服务器、单片机和传感器。激光器、起偏器、检偏器、第一智能手机A1依次装在光具座上，检偏器与第二智能手机A2固定在一起，当第二智能手机A2转动时带动检偏器转动，单片机与传感器相连，服务器通过网络分别与第一智能手机A1、第二智能手机A2、第三智能手机B、单片机相连；

(2)实验准备与数据采集及标识：

①服务器向智能手机A1和智能手机A2发送服务器时钟数据，智能手机A1、A2进行时间校正，使智能手机A1、A2时钟与服务器时钟保持同步；

②智能手机A1、A2分别生成各自内部传感器列表，用户从中选择一个或多个传感器，确认后，智能手机同时采集传感器数据和时钟数据，并将同一时刻采集到的传感器数据和时钟数据配对；

③智能手机A1、A2分别将各自配对后的数据标识并发送至服务器；

④服务器将服务器时钟数据发送至单片机，单片机进行时间校正；

⑤单片机采集传感器数据和时钟数据，并将同一刻采集到的传感器数据与时钟数据进行配对和标识，并发送至服务器；

(3)数据处理：

服务器将从智能手机A1、A2和单片机中接收到的数据发送到智能手机B中，智能手机B通过步骤(2)中数据标识，区分不同传感器，并生成传感器列表，通过第三智能手机B对传感器列表中的传感器自主命名；

(4)数学变换：