物理实验——补充材料h.doc

实验2示波器的原理与应用——参考课本P36、37页[TFG1005DDS函数信号发生器的使用]波形的选取:按按键[shift]+[正弦波];按按键[shift]+[方波];按按键[shift]+[三角波]。输出10KHZ频率:[频率]+[1]+[0]+[KHZ]输出10V电压:[幅度]+[1]+[0]+[V]~40KHz的调节:[频率]+[4]+[0]+[KHZ]+[<],,再调节右上方的“微调手轮”,即可测出“声速换能器”的实际谐振频率。显示A通道输出信号:[A]主通道显示B通道输出信号:[B]副通道复位信号或重开电源的输出(默认)信号为:A通道1KHz、1Vpp正弦波。实验6声速测量声速测量实验中,将函数信号发生器的输出信号(正弦波约40KHz、10Vpp)输入到“SW3型声速测定仪”左侧的“发射”端接口,而将声速测定仪右侧的“接收”端接口接入到示波器的“CH2”输入通道(或“CH1”输入通道)。由于声速测定仪左侧上接口“发射”端与下接口“发射波形”端之间有衰减器,在相位比较法的测量时“发射波形”端接口只能接示波器“CH1”输入通道(或“CH2”输入通道)。实验分析讨论:分析实验结果的误差来源。实验思考要点:1、超声波发射器产生超声波是应用压电换能器的逆压电效应;接收器接收超声波是应用压电换能器的正压电效应。2、如何选择超声波的最佳测量频率,使两压电换能器有谐振状态?(P59页)3、本实验选择在超声波范围内测量,有什么好处?(P59页)4、两压电换能器的端面为什么要平行?5、为避免压坏超声波发射器和接收器,开始操作时,应注意如何调节它们的距离?(提示:开始调节接收器与发射器靠近时,发射器和接收器绝对不能相碰。)6、如何防止读数鼓轮的回程误差?7、读数鼓轮如何读数?分度值是多少?最小有效数位在哪一位?8、测量超声波的波长和声速时,应用振幅极大值、相位比较法两种实验方法。9、驻波共振(即振幅极大值)时,超声波发射器和接收器两端面距离的改变与声波波长的关系式。10、在同一时刻,发射面与接收面两处声压振动的相位差φ=2πl/λ;发射面与接收面两处声压振动的相位是同相位j=2nπ时,超声波发射器和接收器改变的距离与声波波长的关系式ln=nλ,(n=1、2、3、…)。11、驻波共振法测量中,当示波器显示的波形幅度极大时,移动接收器使再连续显示20次波形幅度极大,则接收器移动的距离是波长的10倍。12、相位比较法测量中,当示波器显示向右直线时,移动接收器使再连续显示6次同向直线,相位改变12π,则接收器移动的距离是波长的6倍。13、振幅极值法测量时,在示波器上可明显地观察到声压振幅随距离的增长而衰减,为了提高测量灵敏度,当声压振幅不够大时,应如何调节示波器?(提示:为了提高测量灵敏度,使接收波形的垂直幅度适当大,应把示波器的偏转因数适当调大还是调小?)14、把干燥空气看作理想气体时,声速的理论值计算式为。数据处理——=kHz(测量前、后的平均值),Δf=-1振幅极大值位置测定法测量声速的测量数据(读数鼓轮:Δl=mm即分度值)序号123456li(mm)序号789101112li(mm)δli=li+6-li(mm)λi(mm)备注:li为峰值时接收器位置;li+6-li为6个半波长的距离,故①用逐差法计算声速测量值(以下必做数据计算)代入数据的计算式=(mm),其它δli同理计算记录于上表。代入数据的计算式=(mm),其它λi同理计算记录于上表。代入数据的计算式=(mm)②计算声速测量结果代入数据的计算式=(m/s)③计算测量不确定度==mm,==(mm),而相对不确定度E=×100%==,则==(m/s)所以,声速测量结果表示为v=(±)m/sP=68%=kHz,Δf=-2相位法测量声速的测量数据表(读数鼓轮Δl=mm)(每隔2测一次)序号123456li(mm)序号789101112li(mm)δli=li+6-li(mm)λi=|li+6-li|/6(mm)备注:li为峰值时接收器位置,则li+6-li为6个波长的距离。①=(mm)②声速测量值为=(m/s),③声速理论值:在标准状态下,0℃干燥空气中声速为v0==℃,查表:空气中声速为v理==(m/s)④声速的测量值与理论值的比较、计算百分误差。⑤计算测量不确定度(选做数据处理)==(mm),==(mm)而,相对不确定度E==×100%=,则==(m/s)声速测量结果表示为v=(±)m/sP=68%【例如:v=(±)m/s(P=%),