声速测量实验报告.docx

膈声速测量实验报告莄姓名:陈岩松蒀学号:12膂班级:本硕实验班151班薁肈实验名称蒅声速的测量芄实验目的虿用驻波法和相位法测声速。蒇学会用逐差法进行数据处理。膅了解声波在空气中的传播速度与气体状态参量的关系。芅了解压电换能器的功能和培养综合使用仪器的功能。肂实验原理羆声速、声源振动频率和波长之间的关系是羅肃所以只要测得声波的频率和波长,就可以求得声速。其中声波频率频率计测得。本实验的主要任务是测量声波波长,用驻波法和相位法测量。膀相位法薀波是振动状态的传播,也可以说是相位的传播。在波的传播方向上任何两点,如果其振动状态相同或者其相位差为的整数倍,这两点的距离等于波长的整数倍,即(为一整数)。蚆若超声波发出的声波是平面波,当接收器面垂直于波的传播方向时,其端面上各点都具有相同的相位。沿传播方向移动接收器时,总可以找到一个位置使得接收到的信号与发射器的电信号同相。继续移动接收器,直到找到的信号再一次与发射器的激励电信号同相时,移过的这段距离就等于声波的波长。膄实际操作时,我们用的是利用李萨如图形寻找同相或反相时椭圆退化成直线的点。蒂驻波法聿按照驻波动理论,超声波发生器发出的平面波经介质到接收器,若接收面与发射面平行,声波在接收面就会被垂直反射,于是平面声波在两端面间来回反射并叠加。当接收端面与发射头间的距离恰好等于半波长的整数倍时,叠加后的波就形成驻波。此时相邻两波节间的距离等于半个波长。当发生器的激励频率等于驻波系统的固有频率(本实验中压电陶瓷的固有频率)时,会产生驻波共振波腹处的振幅达到最大值。莆声波是一种纵波。由纵波的性质知,驻波波节处的声压最大。当发生共振时,接收端面处为一波节,接收到的声压最大,转换成的电信号也最强。移动接收器到某个共振位置时,示波器上又会出现最强的信号,继续移动到某个共振位置,则两次共振位置之间的距离即为。羁实验仪器蚁声速测量仪、示波器、信号发生器。蒈实验内容及步骤膆驻波法测声速肃如图所示连接好电路,让和靠近并留有适当的空隙,使两端面平行且与游标尺正交。蝿根据实验给出的压电换能器的振动频率,将信号发生器的输出频率调至附近,缓慢移动,当在示波器上看到正弦波首次出现振幅较大处,固定,在仔细微调信号发生器的输出频率,使荧光屏上图形振幅达到最大,读出共振频率。袈在共振条件下,将移近,在缓慢移开,当示波器上出现振幅最大时,记下的位置袇由近及远移动,逐次记下各振幅最大时的位置,连续测10个数据…肄用逐差法计算出波长的平均值。肁莇用相位法测声速蚇(1)调节示波器使,将“秒/格”旋钮旋至利用李萨如图形观察发射波与接收波的相位差,找出同相点。袁(2)在共振条件下,使靠近,然后慢慢移开,当示波器上出现倾斜线时,微调游标卡尺上的微调螺丝,使图形稳定,记下的位置芀继续缓慢移开,依次记下10个示波器上李萨如图形为直线时游标卡尺的读数…螇用逐差法算出声波波长的平均值。莈数据处理及记录羃共振频率=(单位:mm):***(其中,单位:cm)======下面计算声波速度的不确定度先计算的不确定度,===,(单位:mm)(,单位:mm)==