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声速测量实验报告
姓名：陈岩松
学号： 5501215012
班级：本硕实验班 151 班
实验名称 声速的测量
用驻波法和相位法测声速。
学会用逐差法进行数据处理。
实验目的
了解声波在空气中的传播速度与气体状态参量的关系。
了解压电换能器的功能和培养综合使用仪器的功能。
声速 v 、声源振动频率 f 和波长 之间的关系是
v f
所以只要测得声波的频率 f 和波长 ，就可以求得声速 v 。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。
实验原理 1. 相位法
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 2
的整数倍，这两点的距离等于波长的整数倍，即 l n （ n 为
一整数）。
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。
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。
驻波法
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
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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。
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 。
2
实验仪器 声速测量仪、示波器、信号发生器。
驻波法测声速
（1）如图所示连接好电路，让 S1 和 S2 靠近并留有适当的空
隙，使两端面平行且与游标尺正交。
（2）根据实验给出的压电换能器的振动频率 f ，将信号发生
器的输出频率调至 f 附近，缓慢移动 S2 ，当在示波器上看到
正弦波首次出现振幅较大处，固定 S2 ，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
实验内容及步骤
f 。
3）在共振条件下，将 S2 移近 S1 ，在缓慢移开 S2 ，当示波器上出现振幅最大时，记下 S2 的位置 x0
4）