大学物理实验---声速的测定数据处理.doc

由于本实验中,声速和波长的函数关系可表达为多项式形式,波长和所测得距离也为比例函数,且在实验测量的过程中自变量为等间距变化,因此采用逐差法测量数据。其优点是能充分利用测量数据而求得所需要的物理量,提高测量精度。
一、共振干涉法测量空气中的声速
由干涉理论可知,ΔL=λ/2,V=fλ=2fΔL这两组线性关系。实验中等间距的出现波腹或波节,相当于游标卡尺的位置也是等间距来变化的,对测量的数据进行逐差法处理数据。
共振干涉法测量空气中的声速(已知谐振频率fo=,T0=300k)
测量次数i
位置Li/mm
逐次相减ΔLi=Li+1-Li/cm
等间隔对应项相减
ΔL5=Li+5-Li/cm
1



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101

9



10


由逐次相减的数据可判断出Δli基本相等,验证了ΔL与λ的线性关系,当然也可看出实验过程中,有些数据的测量还是有一定的误差的,可以进行重新测量作进一步的修正。因此
有ΔL平均=19×ΔLi,ΔL平均=,
V=fλ=2fΔL平均=2×37×103××10-3=,并且此速度是在温度T0=300K测得。
二、相位比较法测量空气中的声速
实验中采用测量两个相同李萨如图像的位置点来测量波长。选取的李萨如图形是∆∅=π时的斜直线,比较容易判断,减小实验误差,测得的数据进行逐差法处理。
相位比较法测量空气中的声速
测量次数i
位置Li/mm
逐次相减Δli=li+1-li/cm
等间隔对应项相减
Δl5=li+5-li/cm
1



2


3



4


5



6


7
122


8


9



10


由逐次相减的数据也可判断出Δli基本相等,验证了ΔL与λ的线性关系,当然也可看出实验过程中,有些数据的测量还是有一定的误差的,可以进行重新测量作进一步的修正。因此
有ΔL平均=19×ΔLi,ΔL平均=,
V=fλ=fΔL平均=37×103××10-3=,并且此速度也是在温度T0=300K测得的。
三、时差法测量空气中的声速
时差法测量水中的声速(已知谐振频率fo=,T0=300k)
测量次数i
位置Li/mm
时刻ti/us
逐次相减
Δti=ti+1-ti/us
等间隔对应项相减
Δt5=ti+5-ti/us
1
60



2
80
80

3
100



4
1