《声速测量》实验报告.doc

《声速测量》实验预习报告
一、实验原理
1．理论计算
理想气体中声波的流传速度为
v

RT
M
其中，γ为比热容比，Ｍ是气体的摩尔质量，Ｔ是
《声速测量》实验预习报告
一、实验原理
1．理论计算
理想气体中声波的流传速度为
v

RT
M
其中，γ为比热容比，Ｍ是气体的摩尔质量，Ｔ是绝对温度，Ｒ＝(mol·K)
在室温t下，干燥空气中的声速为
vv01

t
T0
其中，，。
但实际中空气并不是干燥的，所以修正的结果为
t
rps


T0
p
其中，r为相对湿度，ps为饱和蒸汽压，。
2．实验方法
由于vf，故只需测出频次和波长，就能够求出声速。
其中，声波频次由声源振动频次获得，再用相位法测得波长即可。波能够当作是相位的流传。沿流传方向上的随意两点，只需他们的振动状态相同，即同相或许相位差为２π的整数倍，
这时两点间的距离应等于波长λ的整数倍，即ln。
当在发射器的声波中沿流传方向移动接受器时，总能够找到一个地点，使得接受器接受到的电信号和发射器的激励电信号同相。持续移动接受器，知道接受的信号再一次和激励电信号同相的时候，移过的距离必定等于声波的波长。利用利萨如图形在两个电信号同相或反相时椭圆退化为友斜或左斜直线即可判断。
二、实验步骤
1．连结电路。函数信号发生器的输出与超声波发射器的输入端及示波器的通道1相连；超声波接受器的输出端和示波器的
通道2相连。函数信号发生器置于正弦波输出，频次置于
100kHz档，输出幅度调到峰值10V左右。
2．用示波器察看加在声波发射器上的电信号和超声波接受器
输出的电信号。先将函数信号发生器的频次调节到40kHz左右，
然后细调频次，使接受器输出信号最大，记下此频次，即超声
波频次。实验过程中若有改变，记下最大最小值，最后取平均
值。
3．用相位法测波长。利用利萨如图找出同相点，每碰到一个
同相点就测一次接受器的地点x，连续测20个，并用逐差法处
理。获得波长的平均值。计算声速。
4．在测量开始和结束时，先后记录室温t1和t2，以及相对湿
度r1和r2，并查出平均室温对应的饱和蒸汽压。若温度不是整
数值，则按线性内插法求出正确的饱和蒸汽压值。计算理论值，和实验值比较。
三、数据办理
超声波的频次f=kHz
序号
xi
序号
i
/㎜
i+10
i
数值计算
/㎜
x
x
-x/㎜
1
11
2
12