1、聲速測量實驗項目名稱：學會測量超聲波在空氣中的傳播速度的方法理解駐波和振動合成理論學會逐差法進行數(shù)據(jù)處理了解壓電換能器的功能和培養(yǎng)綜合使用儀器的能力三、 實驗原理聲波的傳播速度v 與聲波頻率 f 和波長的關系為： fvf 和波長 f 的振動頻率得到，因此，實驗的關鍵就是如何測定聲波波長。根據(jù)超聲波的特點，實驗中可以采用幾種不同的方法測出超聲波的波長：駐波法（共振干涉法）如右圖所示，實驗時將信號發(fā)生器輸出的正弦電壓信號接到發(fā)射超聲換能器上，超聲發(fā)射換能器通過電聲轉換，將電壓信號變?yōu)槌暡?，以超聲波形式發(fā)射出去。接收換能器通過聲電轉換，將聲波信號變?yōu)殡妷盒盘柡?，送入示波器觀察。（空氣中由于聲擾動而

2、引起的超出靜態(tài)大氣壓強的那部分壓強）移動卡尺游標，改變兩只換能器端面的距離，在一系列特定的距離上，媒質(zhì)中將出現(xiàn)穩(wěn)定的駐波共振現(xiàn)象，此時，兩換能器間的距離（即接收器位于波節(jié)處卡尺的讀數(shù)（兩讀數(shù)之差的絕對值等于半波長 fv 就可算 出相位比較法位相差 和角頻率 傳播時間 t 之間有如下關系： t同時有， ，tt lv T周期）代入上式得： 2l當 l n2（n=1，2，3，.）時，可得 n 。由上式可知：當接收點和波源的距離變化等于一個波長時，則接收點和波源的位相差也正好變化一個周期（即=2?；?。當相位差改變時，相應距離l 的改變量即為半個波長。根據(jù)波長和頻率即可求出波速。四、 實驗儀器聲速測量儀

3、、示波器、信號源五、 實驗內(nèi)容及步驟1222、用駐波法（共振法）測聲速：示波器采用YT 模式，記錄節(jié)點的位置，節(jié)點處振幅為零即聲壓最大，對應的振幅最大，通過旋轉鼓用駐波法1測得（用駐波法1測得（）2 不確定度表達結果V=（347.30350.0093）ms-13相對誤差為3、用相位比較法（李薩如圖形法）XY式，通過旋轉鼓輪找直線圖形，記錄此時的刻度，依次記錄10（行不確定度的計算）1f37.3969KHzSS（mm）2項目X1X2X3X4X5X6X7X8X9X1051.891 56.275 61.571 65.728 70.152 75.451 79.483 84.029 89.313 93.

4、428逐差10 xX X6123.56X X7223.208X X8322.458X X9423.585X X10523.2762 x47.1246.41644.91647.1746.5525 的平均值46.4348S（mm）2項目XS（mm）2項目X1X2X3X4X5X6X7X8X9X1094.139 103.737 112.245 121.719 131.56 140.091 149.965 159.526 168.109 177.815逐差（5 x)5=5x5的平均值X XX XX XX XX X6172839410545.95246.22847.28146.3946.25545.95246.22847.28146.3946.25546.4212用駐波法1測得（ms-1）2果V= （ 347.2003 0.0109）ms-13相對誤差為1.1067誤差分析以下幾個原因：1、測量誤差，讀數(shù)時不夠精確，觀察波形峰值時存在誤差。2、旋轉鼓輪時速度過快，且有部分數(shù)據(jù)存在螺距差。3、儀器本身存在的誤差。4、觀察李薩如圖像時圖像較小，觀察重合時導致誤差很大。5、空氣中含有水蒸汽及其它雜質(zhì)，聲音在這些物質(zhì)中的傳播速度都要比在空氣中的傳播速度大。實驗感想2 慢來，不能調(diào)節(jié)太快。要消