试验日期：
实验者：
班级：
学号：
一 实验原理
由波动理论可知，波速与波长、频率有如下关系：v = f λ，只要知道频率和波长就可以求出波速。本实验通过低频信号发生器控制换能器，信号发生器的输出频率就是声波频率。声波的波长用驻波法（共振干涉法）和行波法（相位比较法）测量。下图是超声波测声速实验装置图。
驻波法测波长
由声源发出的平面波经前方的平面反射后，入射波与发射波叠加，它们波动方程分别是：
叠加后合成波为：
的各点振幅最大，称为波腹，对应的位置：
( n =0,1,2,3……)
的各点振幅最小，称为波节，对应的位置：
降冰片烯二酸酐
???( n =0,1,2,3……)
二 实验仪器
1）声速的测量实验仪器
包括超声声速测定仪、函数信号发生器和示波器
2）超声声速测定仪
主要部件是两个压电陶瓷换能器和一个游标卡尺。
3）函数信号发生器
提供一定频率的信号，使之等于系统的谐振频率。
4）示波器
示波器的x, y轴输入各接一个换能器，改变两个换能器之间的距离会影响示波器 上的图形。并由此可测得当前频率下声波的波长，结合频率，可以求得空气中的声速。
三 实验内容
1．调整仪器使系统处于最佳工作状态。
2．用驻波法（共振干涉法）测波长和声速。
3．用相位比较法测波长和声速。
*注意事项
1．确保换能器S1和S2端面的平行。
2．信号发生器输出信号频率与压电换能器谐振频率f0保持一致。
三 数据记录与处理
1． 基础数据记录
谐振频率=
2． 驻波法测量声速
表1 驻波法测量声速数据
i | 1i（cm） | i+6 | 1i+6（cm） | λi= (1i+6-1i) /3（cm） |
1 | | 7 | | |
2 网眼通 | | 8 | | |
3 | | 微生物发酵床9 | | |
4 | | 10 | | |
5 | | 11 | | |
6 | | 12改锥头 | | |
| | | | |
λ的平均值：（cm）
λ的不确定度：
＝（cm）
因为，λi= (1i+6-1i) /3，Δ仪=
所以，（cm）
（mm）
计算声速：
（m/s）
计算不确定度：
实验结果表示：υ=（354±3）m/s，=%
3． 相位比较法测量声速
表2 相位比较法测量声速数据（相位变换2π）
i | 1环保防尘网i（cm） | i+7 | 1i+7（cm） | λi= (1i+7-1i)/7（cm） | 谐振频率 |
1 | | 8 | | | f= |
2 | | 自动甩干拖把9 | | |
3 | 10400 | 10 | | |
4 | | 11 | | |
5 | | 12 | | |
6 | | 13 | | |
7 | | 14 | | |
| | | | | |
λ的平均值：（cm）
λ的不确定度：
＝（cm）
因为，λi= (1i+7-1i) /7，Δ仪=
所以，（cm）
（mm）
计算声速：
（m/s）
计算不确定度：
实验结果表示：υ=（353±3）m/s，B=%
四 实验结论
1 利用驻波法测得声速为υ=（354±3）m/s
2 利用相位法测得声速为υ=（353±3）m/s
五 实验思考题
1．固定距离，改变频率，以求声速。是否可行？
答： 能。因为v = f λ，已知频率f，而且波长λ也能通过示波器图像读 出
所以可以用驻波法测量出声速。
2．各种气体中的声速是否相同？为什么？
答：不同。声波在不同介质中有不同的波长、频率和速度。
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议