空气中声速的测定.docx

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1、空气中声速的测定篇一：空气中声速的测定实验3-12空气中声速的测定一、画出实验原理图二、测量公式及式中各量的物理意义三、预习自测题1．超声波是指频率kHz的声波。2．本实验用两个压电元件作换能器，一个换能器由高频电信号激振而产生，另一个作为接收器将高频变化的声压转换为。3．两个换能器相对放置且端面平行时，在它们间形成驻波，当接收器位于驻波场中的处时声压最大，此时示波器显示的幅值。4．实验中，为了使发射换能器谐振，要调节信号源的输出频率，判断其谐振与否的标志为（1）；（2）。5．相位法测声速时，将发射器与接收器的正弦信号分别输入示波器的x轴与y轴，两个信号的合成在屏幕上形成李萨如图。当接收器移

2、动时，图象将作周期性变化，每改变一个周期，换能器移动的距离为，相位改变。四、原始数据记录与处理1．驻波法实验数据频率f=（Hz）室温t=（℃）对测量量L，其平均值的51A类不确定度SL?1.14(Li?)2??5(5?1)i?1B类不确定度u???C2则不确定度uL?SL?u2?这样??22?u??uL?55则V?f??uV?fu??速度V的完整表示为当温度为t时，空气中声速Vt?V0?t?273.15则实验测量值与理论计算值的相对百分误差为E???VtVt?100%?2．相位法实验数据（每隔2?测一次）频率f=（Hz）室温t=（℃）对测量量L，其平均值的A类不确定度SL?B类不确定度u??

3、?C2则不确定度uL?SL?u2?这样??u??则V?f??uV?fu??速度V的完整表示为当温度为t时，空气中声速Vt?V0?t?273.15则实验测量值与理论计算值的相对百分误差为E???VtVt?100%?3．双踪显示法实验数据（选作）频率f=（Hz）室温t=（℃）篇二：实验：空气中声速的测定实验：空气中声速的测定数据表格及处理（参考内容）（一）驻波法用逐差法处理数据表一驻波法测声速声波频率f=kHz?3次序Li?10m?次序Li?6(10?3m)?3Li?6?Li(10?3m)平均值Li?6?Li（10m）??01234567891011几个计算公式：（1）平均值标准偏差SLuli（

4、2）i?6?Li???m（游标卡尺的分度值?ml=0.02mm）i（3）逐差法uLi?6?Li??u?L?Li?6i（4）合成不确定度uf?（5）?m（其中?mf?f示值?1%）（6）声速测量的平均值及不确定度1?fLi?6?Li3??EV?uV?EVV??uV（二）相位法（参考驻波法）篇三：大学物理实验报告-声速的测量实验报告声速的测量v???f(1)由(1)式可知，测得声波的频率和波长，就可以得到声速。同样，传播速度亦可用v?L/t(2)表示，若测得声波传播所经过的距离L和传播时间t，也可获得声速。1.共振干涉法实验装置如图1所示，图中S1和S2为压电晶体换能器，S1作为声波源，它被低频

5、信号发生器输出的交流电信号激励后，由于逆压电效应发生受迫振动，并向空气中定向发出以近似的平面声波；S2为超声波接收器，声波传至它的接收面上时，再被反射。当S1和S2的表面近似平行时，声波就在两个平面间来回反射，当两个平面间距L为半波长的整倍数，即L=n×，n=0，1，2，……(3)2λ时，S1发出的声波与其反射声波的相位在S1处差2nπ(n=1，2……)，因此形成共振。因为接收器S2的表面振动位移可以忽略，所以对位移来说是波节，对声压来说是波腹。本实验测量的是声压，所以当形成共振时，接收器的输出会出现明显增大。从示波器上观察到的电信号幅值也是极大值(参见图2)。图中各极大之间的距离均为λ/2

6、，由于散射和其他损耗，各级大致幅值随距离增大而逐渐减小。我们只要测出各极大值对应的接收器S2的位置，就可测出波长。由信号源读出超声波的频率值后，即可由公式(1)求得声速。2.相位比较法波是振动状态的传播，也可以说是位相的传播。沿波传播方向的任何两点同相位时，这两点间的距离就是波长的整数倍。利用这个原理，可以精确的测量波长。实验装置如图1所示，沿波的传播方向移动接收器S2，接收到的信号再次与发射器的位相相同时，一国的距离等于与声波的波长。同样也可以利用李萨如图形来判断位相差。实验中输入示波器的是来自同一信号源的信号，它们的频率严格一致，所以李萨如图是椭圆，椭圆的倾斜与两信号的位相差有关，当两信

7、号之间的位相差为0或π时，椭圆变成倾斜的直线。3.时差法用时差法测量声速的实验装置仍采用上述仪器。由信号源提供一个脉冲信号经S1发出一个脉冲波，经过一段距离的传播后，该脉冲信号被S2接收，再将该信号返回信号源，经信号源内部线路分析、比较处理后输出脉冲信号在S1、S2之间的传播时间t，传播距离L可以从游标卡尺上读出，采用公式(2)即可计算出声速。4.逐差法处理数据在本实验中，若用游标卡尺测出2n个极大值的位置，