大学物理实验声速测量实验报告.docx

声速测量
一、 实验项目名称：声速测量
二、 实验目的
1•学会测量超声波在空气中的传播速度的方法
2•理解驻波和振动合成理论
3•学会逐差法进行数据处理 4•了解压电换能器的功能和培养综合使用仪器的能力
三、实验原理
声波的O、 传播时间t之间有如下关 系：9=®.t
同时有，® = 2兀/，
t = ，九=Tv （式中T为
周期）
代入上式得：9 =犁
九
当 / = （n=1， 2， 3，...）时，可得9 = n兀。
由上式可知：当接收点和波源的距离变化等于一个波长时，则接 收点和波源的位相差也正好变化一个周期（即①=2n）。
实验时，通过改变发射器与接收器之间的距离，观察到相位的变 化。当相位差改变n时，相应距离i的改变量即为半个波长。根据波 长和频率即可求出波速。
四、实验仪器
声速测量仪、示波器、信号源
五、实验内容及步骤
1、 测量声速测定仪的共振频率:不断改变信号源所产生的频率， 观察波形2峰值的变化。通过旋转鼓轮观察波形2的峰值，当旋转 鼓轮前进或倒退，2波形的最大峰值均减小，则此时为共振频率。
2、 用驻波法（共振法）测声速：示波器采用YT模式，记录节点 的位置，节点处振幅为零即声压最大，对应的振幅最大，通过旋转鼓
轮观察波形2 的峰值，当旋转鼓轮前进或倒退，2波形的最大峰值均 减小，则此目标为节点位置，记录此时的刻度，记为第一个节点，用 同样的方法寻找下一个节点，直到第10个。
3、用相位比较法（李萨如图形法）测声速：示波器转换成XY模 式，通过旋转鼓轮找直线图形，记录此时的刻度，依次记录10个相 同形状的直线的位置。
六、数据记录及处理（一定要有数据计算的具体步骤，要进
行不确定度的计算）
1、驻波法 f=
项目
S坐标（mm）
X
X
X
X
2
X
X
X
X
X
X
i
51 891
2
56 275
3
61 571
4
65 728
5
70 152
6
75 451
7
79 483
8
84 029
9
89 313
1U
93 428
逐差（5Ax）
X —X
X —X
X —X
X —X
X —X
6 1
23 56
7 2
23 208
8 3
22 458
9 4
23 585
10 5
23 276
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46. 552
仇的平均值—

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用驻波法
Q测得 V= (m • s-i)
Q不确定度表达结果
V= ( ±) m ・ s-i
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2、 相位法 f=37.