超声波声速测量实验中的误差分析

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一、误差来源

在超声波声速测定的实验教学中 , 学生所计算出的超声波声速与该温度下的理论值之间的相对误差往往存在一定的偏离 , 针对这种情况 , 有必要对误差来源作简要分析 , 以便更好地完善、改进该实验。从实验室所采用的仪器和实验过程来看 , 主要误差来源有以下几点 :

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卷盘(1) 在发射换能器与接收换能器之间有可能不是严格的驻波场。由发射换能器的发射面发射的超声波在空气中传播时并不是全以简谐波传播 , 而在近场区表现出没有周期性规律的特征 , 直到远场区才能近似认为是简谐波 , 可是只有入射波为简谐波 , 经反射叠加后才能形成驻波 , 从而测得两相邻极大值的间距。当发射面与反射面相距 10 cm左右时 , 正好处于远场区的开始阶段 , 入射波不能近似为标准的简谐波。因此与反射波叠加后不为标准的驻波 , 任意两相邻极大值的间距不等 , 导致在不同位置测得的两相邻极大值间的距离λ /2不同 , 由此计算所得的超声波声速就会有较大的误差。而学生在实验过

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