聲速的測(cè)量實(shí)驗(yàn)報(bào)告聲速的測(cè)量試驗(yàn)報(bào)告1

試驗(yàn)?zāi)康?測(cè)量聲音在空氣中的傳播速度。

試驗(yàn)器材:溫度計(jì)、卷尺、秒表。

試驗(yàn)地點(diǎn):平遙縣狀元橋東。

試驗(yàn)人員:愛物學(xué)理小組

試驗(yàn)分工:張灝、成立敬測(cè)量時(shí)間

張海濤發(fā)聲

賈興藩測(cè)溫

試驗(yàn)過程:

1測(cè)量一段開闊地長;

2測(cè)量人在兩端預(yù)備;

3計(jì)時(shí)員揮手致意,發(fā)聲人預(yù)備發(fā)聲;

4發(fā)生人向上舉手,同時(shí)發(fā)聲,計(jì)時(shí)員計(jì)時(shí)(看到舉手始,聽到聲音止)

5多測(cè)幾次,記錄數(shù)據(jù)。

試驗(yàn)結(jié)果:

時(shí)間17∶30

溫度21℃

發(fā)聲時(shí)間0.26

發(fā)聲距離93m

試驗(yàn)結(jié)論:在21℃空氣中,聲音傳播速度為357.69m/s.

試驗(yàn)反思:有肯定誤差,卡表不夠精確。

聲速的測(cè)量試驗(yàn)報(bào)告2

試驗(yàn)?zāi)康模?/p>

1)探究影響聲速的因素，超聲波產(chǎn)生和接收的原理。

2)學(xué)習(xí)、把握空氣中聲速的測(cè)量方法3)了解、實(shí)踐液體、固體中的聲速測(cè)量方法。4)三種聲速測(cè)量方法作初步的比較討論。

試驗(yàn)儀器:

1)超聲波放射器2)超聲波探測(cè)器3)平移與位置顯示部件。4)信號(hào)發(fā)生器：5)示波器

試驗(yàn)原理：1)空氣中：

a.在抱負(fù)氣體中聲波的傳播速度為

v88

(式中8088cp

cV

(1)

稱為質(zhì)量熱容比，也稱"比熱[容]比'，它是氣體的質(zhì)

量定壓熱容cp與質(zhì)量定容熱容cV的比值;M是氣體的摩爾質(zhì)量，T是肯定溫度，R=8.314472(11.710-6)Jmol-1K-1為摩爾氣體常量。)

標(biāo)準(zhǔn)干燥空氣的平均摩爾質(zhì)量為Mst=28.9668710-3kg/molb.在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下(T088273.15

K,p88101.388kPa)，干燥空氣中的聲速

為v0=331.5m/s。在室溫t℃下，干燥空氣中的聲速為

v88v0

(2)

(T0=273.15K)

c.然而實(shí)際空氣總會(huì)有一些水蒸氣。當(dāng)空氣中的相對(duì)濕度為r時(shí)，若氣溫為t℃時(shí)飽和蒸氣壓為pS，則水汽分壓為rps。經(jīng)過對(duì)空氣平均摩爾質(zhì)量M和質(zhì)量熱容比80的修正，在溫度為t、相對(duì)濕度為r的空氣中，聲速為

(在北京大氣壓可近似取p84101kPa;相對(duì)濕度r可從干濕溫度計(jì)上讀出。溫度t℃時(shí)的飽和水汽壓ps可用lgps8810.28682

d.式(3)的計(jì)算結(jié)果與實(shí)際的超聲聲速真值可能有肯定偏差。

引起偏差的緣由有：~狀態(tài)參量的測(cè)量誤差~抱負(fù)氣體理論公式的近似性

試驗(yàn)方法：

A.脈沖法：利用聲波傳播時(shí)間與傳播距離計(jì)算聲速

試驗(yàn)中用脈沖法測(cè)量，詳細(xì)測(cè)量從脈沖聲源(聲放射器)到聲探測(cè)器

之間的傳播時(shí)間tSD和距離lSD，進(jìn)而算出聲速v(試驗(yàn)中聲源與探測(cè)器之間基本是同一被測(cè)煤質(zhì))

lSD

v88t

SD

B.利用聲速與頻率、波長的關(guān)系測(cè)量(要求聲放射器的直徑顯著大于波長、聲探測(cè)器的的直徑小于波長(反射很少))測(cè)波長的方法有

B-1行波近似下的相位比較法B-2駐波假設(shè)下的振幅極值法

B-3放射器與探測(cè)器間距肯定時(shí)的變頻測(cè)量法

試驗(yàn)步驟：

1)用行波近似下的相位比較法測(cè)量空氣中的聲速

a.正確接線將信號(hào)發(fā)生器的輸出連接到聲速儀的超聲放射器信號(hào)的輸入端的T型三通接頭上，三通的另一個(gè)借口用導(dǎo)線連到示波器的一個(gè)輸入端。聲速儀的探測(cè)信號(hào)輸出端連接到示波器的另一輸入端上b.選定頻率當(dāng)探測(cè)器距離放射器約100mm時(shí)，調(diào)整信號(hào)發(fā)生器的頻率，調(diào)整范圍為30~50kHz，同時(shí)記錄接收信號(hào)的最大峰峰值。得到如下數(shù)據(jù)：

作出圖像：

要求選定某一使探測(cè)器輸出信號(hào)幅度較大的頻率作為試驗(yàn)測(cè)量時(shí)的聲波頻率，所以頻率應(yīng)選為40.5KHz。

c.測(cè)同相點(diǎn)位置單向緩慢移動(dòng)探測(cè)器，同時(shí)觀看放射器、探測(cè)器波形，當(dāng)波峰在同一豎直線上時(shí)，記錄此時(shí)數(shù)顯卡尺讀數(shù)值。然后連續(xù)移動(dòng)探測(cè)器，記錄七個(gè)相鄰的波峰相同的位置。

2)用駐波假設(shè)下的振幅極值法測(cè)量空氣中的聲速單向平移聲放射器，依次找出7個(gè)相鄰極大值位置，并記錄。

3)用行波近似下的相位比較法測(cè)量水中的聲速

試驗(yàn)步驟與在空氣中的試驗(yàn)步驟基本相同(除了試驗(yàn)開頭時(shí)把試驗(yàn)裝置換為的水中的試驗(yàn)裝置)頻率為：90.0KHz

試驗(yàn)結(jié)果：

1)用行波近似下的相位比較法測(cè)量空氣中的聲速

數(shù)據(jù)記錄如下：

試驗(yàn)前的氣溫23.6℃相對(duì)濕度28.7試驗(yàn)后的氣溫25.0℃相對(duì)濕度30.2

由此計(jì)算出的空氣中的理論值為：v=346.43m/s

用最小二乘法直線擬合的方法求波長得：=(8.650.04)mm聲速：(346.171.61)m/s理論偏差：0.00075

2)用駐波假設(shè)下的振幅極值法測(cè)量空氣中的聲速

數(shù)據(jù)記錄如下：

用最小二乘法直線擬合的方法求波長得：=(8.700.04)mm聲速：(347.861.61)m/s理論偏差：0.0039

4)用行