《聲速測量實(shí)驗報告》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫。

1、聲速測量實(shí)驗報告姓名：陳巖松學(xué)號：5501215012班級：本碩實(shí)驗班151班實(shí)驗名稱聲速的測量實(shí)驗?zāi)康?.用駐波法和相位法測聲速。2.學(xué)會用逐差法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。3.了解聲波在空氣中的傳播速度與氣體狀態(tài)參量的關(guān)系。4.了解壓電換能器的功能和培養(yǎng)綜合使用儀器的功能。實(shí)驗原理聲速、聲源振動頻率和波長之間的關(guān)系是所以只要測得聲波的頻率和波長，就可以求得聲速。其中聲波頻率頻率計測得。本實(shí)驗的主要任務(wù)是測量聲波波長，用駐波法和相位法測量。1.相位法波是振動狀態(tài)的傳播，也可以說是相位的傳播。在波的傳播方向上任何兩點(diǎn)，如果其振動狀態(tài)相同或者其相位差為的整數(shù)倍，這兩點(diǎn)的距離等于波長的整數(shù)倍，即（為一整數(shù)

2、）。若超聲波發(fā)出的聲波是平面波，當(dāng)接收器面垂直于波的傳播方向時，其端面上各點(diǎn)都具有相同的相位。沿傳播方向移動接收器時，總可以找到一個位置使得接收到的信號與發(fā)射器的電信號同相。繼續(xù)移動接收器，直到找到的信號再一次與發(fā)射器的激勵電信號同相時，移過的這段距離就等于聲波的波長。實(shí)際操作時，我們用的是利用李薩如圖形尋找同相或反相時橢圓退化成直線的點(diǎn)。1.駐波法按照駐波動理論，超聲波發(fā)生器發(fā)出的平面波經(jīng)介質(zhì)到接收器，若接收面與發(fā)射面平行，聲波在接收面就會被垂直反射，于是平面聲波在兩端面間來回反射并疊加。當(dāng)接收端面與發(fā)射頭間的距離恰好等于半波長的整數(shù)倍時，疊加后的波就形成駐波。此時相鄰兩波節(jié)間的距離等

3、于半個波長。當(dāng)發(fā)生器的激勵頻率等于駐波系統(tǒng)的固有頻率（本實(shí)驗中壓電陶瓷的固有頻率）時，會產(chǎn)生駐波共振波腹處的振幅達(dá)到最大值。聲波是一種縱波。由縱波的性質(zhì)知，駐波波節(jié)處的聲壓最大。當(dāng)發(fā)生共振時，接收端面處為一波節(jié)，接收到的聲壓最大，轉(zhuǎn)換成的電信號也最強(qiáng)。移動接收器到某個共振位置時，示波器上又會出現(xiàn)最強(qiáng)的信號，繼續(xù)移動到某個共振位置，則兩次共振位置之間的距離即為。實(shí)驗儀器聲速測量儀、示波器、信號發(fā)生器。實(shí)驗內(nèi)容及步驟1.駐波法測聲速（1）如圖所示連接好電路，讓和靠近并留有適當(dāng)?shù)目障?，使兩端面平行且與游標(biāo)尺正交。（2）根據(jù)實(shí)驗給出的壓電換能器的振動頻率，將信號發(fā)生器的輸出頻率調(diào)至附近，緩慢移動

4、，當(dāng)在示波器上看到正弦波首次出現(xiàn)振幅較大處，固定，在仔細(xì)微調(diào)信號發(fā)生器的輸出頻率，使熒光屏上圖形振幅達(dá)到最大，讀出共振頻率。（3）在共振條件下，將移近，在緩慢移開，當(dāng)示波器上出現(xiàn)振幅最大時，記下的位置（4）由近及遠(yuǎn)移動，逐次記下各振幅最大時的位置，連續(xù)測10個數(shù)據(jù)…（5）用逐差法計算出波長的平均值。2.用相位法測聲速（1）調(diào)節(jié)示波器使，將“秒/格”旋鈕旋至利用李薩如圖形觀察發(fā)射波與接收波的相位差，找出同相點(diǎn)。（2）在共振條件下，使靠近，然后慢慢移開，當(dāng)示波器上出現(xiàn)傾斜線時，微調(diào)游標(biāo)卡尺上的微調(diào)螺絲，使圖形穩(wěn)定，記下的位置（3）繼續(xù)緩慢移開，依次記下10個示波器上李薩如圖形為直線時游標(biāo)卡尺

5、的讀數(shù)…（4）用逐差法算出聲波波長的平均值。數(shù)據(jù)處理及記錄共振頻率=37.613kHz1.駐波法數(shù)據(jù)記錄如下(單位：mm）：89.06893.19897.976102.679107.185111.756116.589121.208125.822130.357135.019由上表可得下表（其中，單位：cm）23.39123.23223.14323.17223.2639.35649.29289.25729.26889.3052下面用逐差法求聲波波長===4.648則波長==9.296=下面計算聲波速度的不確定度先計算的不確定度，=0.0466mm=0.01mm從而=0.0476mm，0.01

6、kHz所以求出實(shí)驗結(jié)果為2.相位法數(shù)據(jù)記錄（單位：mm）138.942148.180157.406166.548175.821184.903194.902203.355212.676222.072231.213從而得到下表（，單位：mm）46.72245.89546.12846.25146.3109.3449.1799.2269.2509.262==9.252mm則下面計算聲波速度的不確定度先計算的不確定度，=0.0729mm=0.01mm從而=0.0736mm，0.01kHz所以求出實(shí)驗結(jié)果為實(shí)驗結(jié)果分析及小結(jié)1.駐波法實(shí)驗結(jié)果表示為2.相位法實(shí)驗結(jié)果表示為誤差分析：（1）發(fā)射換能器與

7、接受換能器之間可能不是嚴(yán)格的駐波場（2）儀器的螺距誤差可能存在（3）示波器上波形線條較粗，判斷振幅最大有視覺誤差（4）觀察李薩如圖形時，并不能十分準(zhǔn)確控制每一次圖形變成直線時都是嚴(yán)格的直線（5）調(diào)節(jié)超聲波共振頻率會有一定誤差。實(shí)驗的收獲、總結(jié)、體會1.這次的實(shí)驗讓我有耳目一新的感覺，因為確實(shí)是第一次一開始完全靠自己去完成一個實(shí)驗，當(dāng)時做實(shí)驗的時候覺得確實(shí)挺難的，很多術(shù)語概念不熟悉，但是正是因為這樣的一種新的做實(shí)驗的模式，才體現(xiàn)了大學(xué)