单光电门计时：瞬时速度 · 匀变速直线运动程序上传

• 用中断同时记录每次开始挡光（上升沿）和结束挡光（下降沿）的机器时刻，挡光片过门不靠轮询，节奏再快也不会漏。
• 每结束一次挡光，蓝牙向 phyphox 发一组数据：第 1 个＝开始挡光时刻（毫秒）、第 2 个＝结束挡光时刻（毫秒）、第 3 个＝发送计数。
• 时刻从零点连续累计。零点＝上电（或按下 P0 清零）之后第一次开始挡光的那一刻。所以每次实验前按一下 P0，就能从 0 重新计时、发送计数也从 0 开始；屏上会显示「已清零」约 0.8 秒。
• 未连蓝牙时屏幕实时刷新显示 t1（开始时刻）、t2（结束时刻）、n（发送计数）；蓝牙一连上屏幕就固定显示不再刷新（刷屏会拖慢测量/发送节奏），断开后自动恢复。
• 光电门接在主控的 26 号端口（程序注释里写明：若用双光头光电门，即左门位置，也可改到 25）。
• 电平约定：未挡光＝低电平、挡光＝高电平。若你的光电门电平相反，把中断函数里 value()==1 / ==0 的判断对调即可。

同一份程序可同时配合下面两种 phyphox 实验使用，不必重复烧录。每次重新开始实验前都先按一下 P0 清零。

一条宽为 w 的挡光片随运动物体过光电门，门被挡住的时间就是 Δt = t₂ − t₁，于是挡光片过门的平均速度

v̄ = w ÷ Δt = 挡光片宽度 ÷ (结束挡光时刻 − 开始挡光时刻)

挡光片越窄，它过门占用的时间越短，算出的平均速度越接近「开始挡光那一刻」的瞬时速度。用几种宽度各测几次，可以看到算出的速度越来越接近同一个值。

实验装置 · 挡光片

做本实验建议准备宽度分别为 100 mm、50 mm、25 mm、10 mm、5 mm 的五条挡光片。挡光片宽度指沿运动方向的长度。用黑色卡纸或塑料片按下面比例裁好即可（尺寸已按 1 mm＝2 px 真实比例绘制，可对比厚薄差异）：

用法步骤

1. 手机打开 phyphox，扫描下方二维码添加「瞬时速度研究」实验。
2. 把一条挡光片固定在运动物体（小车、滑块等）上，让挡光片从光电门中穿过。
3. 屏幕出现这次挡光的时间间隔 Δt（即设备发来的结束时刻 − 开始时刻）。
4. 在 phyphox 界面输入这条挡光片的宽度（毫米）。
5. 点「记录」，phyphox 自动算出并记下平均速度 v̄ = 宽度 ÷ Δt。
6. 换其他宽度（100→5 mm）重复测量、逐条记录，比较平均速度随挡光片宽度变窄而收敛到瞬时速度。

phyphox 端界面程序，请打开 phyphox 后扫描二维码添加实验：

本实验用挡光片阵列：把若干条 5 mm 宽的挡光片按相同间距装成一条（相邻两片前缘相距 2 cm），让它整体沿斜面下滑或竖直下落穿过单光电门。阵列每过一片，程序就发一组 (t₁, t₂, n)，phyphox 据此画两张图：

• x–t 图：以每次开始挡光时刻 t₁ 为横、阵列前缘位移为纵。由于相邻挡光片前缘相距 2 cm，第 n 片挡光时前缘位移约为 x = n × 2 cm，由挡光次数 n 直接算出。
• v–t 图：每片的速度 v = 5 mm ÷ (t₂ − t₁)（挡光片宽度 ÷ 挡光时长），对应时刻取这片挡光片中心过门的时间 t = (t₁ + t₂) / 2。

若物体做匀变速直线运动：x–t 图是一条抛物线，v–t 图是一条直线——v–t 图的斜率就是加速度 a，可直接读出匀变速的程度。

实验装置 · 挡光片阵列

挡光片阵列与「使用光电门研究自由落体」实验用的一样：每条挡光片宽度 5 mm、每两片之间空隙 15 mm（前缘间距即 2 cm）。

用法步骤

1. 手机打开 phyphox，扫描下方二维码添加「匀变速直线运动研究」实验。
2. 把挡光片阵列固定在运动物体上，摆好斜面（或竖直释放），让阵列沿直线穿过光电门。
3. 每次实验开始前先按一下主控上的 P0 按钮清零（屏幕提示「已清零」），再释放物体。
4. 阵列每过一片，屏幕与 phyphox 同步出现一个点；等整条阵列完全穿过，实验自动记完所有点。
5. 查看 x–t、v–t 图判断是否匀变速；v–t 图拟合直线的斜率即加速度 a。

phyphox 端界面程序，请打开 phyphox 后扫描二维码添加实验：