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聲速測量實驗報告 篇1
? (一)駐波法測聲速
實驗連線圖示1(駐波法)
(1) 了解測試儀的基本結構，調節(jié)兩個換能器的間距5cm左右。 (2) 初始化示波器面板獲得掃描線。
(3) 按圖示1正確連線，將示波器的掃描靈敏度與通道1垂直靈敏度旋鈕分別調至適當檔位，緩慢順時針方向轉動換能器平移鼓輪至駐波波腹位置(示波器顯示波形幅值最大)。
(4) 依次調節(jié)信號源的頻率粗、細調旋鈕，同時觀察示波器顯示波形幅值變化情況，幅值最大時所對應的頻率即為諧振頻率f，將f數(shù)值記錄于(表一)。
(5) 逆時針方向轉動換能器平移鼓輪至兩換能器端面距離約5厘米左右，確定所選第一個波腹的位置并初始化數(shù)顯讀數(shù)標尺。
(6) 緩慢順時針方向轉動換能器平移鼓輪至駐波波腹(節(jié))位置(示波器顯示波形幅值最大)并記錄相應的數(shù)顯標尺讀數(shù)于(表一)。
(7) 重復步驟7連續(xù)記錄14個波腹(節(jié))的位置讀數(shù)并記錄于(表一)。
(8) 實時記錄環(huán)境溫度與SV8輸出電壓幅值V。 (二)相位法測聲速
(1) 保持駐波法連線不變，另用一根電纜線連接信號源的發(fā)射波形接口與示波器通道2輸入端口。
(2) 調節(jié)示波器掃描旋鈕至正交檔，逆時針方向轉動換能器平移鼓輪觀察不同相位差時的李薩如圖形(斜線、橢圓、圓)。當兩換能器端面距離約5厘米時停止轉動。
(3) 緩慢順時針方向轉動換能器平移鼓輪，當示波器顯示一正(反)斜線時停止轉動換能器平移鼓輪并初始化數(shù)顯讀數(shù)標尺。
(4) 緩慢順時針方向轉動換能器平移鼓輪，當示波器顯示一反(正)斜線時停止轉動換能器平移鼓輪并將此時的數(shù)顯標尺讀數(shù)記錄于(表二)。
(5) 重復步驟4記錄14個反(正)斜線波形的位置讀數(shù)并記錄于(表二)。
(6) 實時記錄環(huán)境溫度與SV8輸出電壓幅值V。
(7) 結束實驗歸整儀器。
五 原始數(shù)據記錄表(此表要求學生課前完成并繪于預習報告中)
表一 駐波法測量聲波傳播速度記錄表
表二 相位法測量聲波傳播速度記錄表(正反斜線法)
聲速測量實驗報告 篇2
實驗目的：
1)探究影響聲速的因素，超聲波產生和接收的原理。
2)學習、掌握空氣中聲速的測量方法3)了解、實踐液體、固體中的聲速測量方法。4)三種聲速測量方法作初步的比較研究。
實驗儀器:
1)超聲波發(fā)射器2)超聲波探測器3)平移與位置顯示部件。4)信號發(fā)生器：5)示波器
實驗原理：1)空氣中：
a.在理想氣體中聲波的傳播速度為
v88
(式中8088cp
cV
(1)
稱為質量熱容比，也稱比熱[容]比，它是氣體的質
量定壓熱容cp與質量定容熱容cV的比值;M是氣體的摩爾質量，T是絕對溫度，R=8.314472(11.710-6)Jmol-1K-1為摩爾氣體常量。)
標準干燥空氣的平均摩爾質量為Mst=28.9668710-3kg/molb.在標準狀態(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.然而實際空氣總會有一些水蒸氣。當空氣中的相對濕度為r時，若氣溫為t℃時飽和蒸氣壓為pS，則水汽分壓為rps。經過對空氣平均摩爾質量M和質量熱容比80的修正，在溫度為t、相對濕度為r的空氣中，聲速為
(在北京大氣壓可近似取p84101kpa;相對濕度r可從干濕溫度計上讀出。溫度t℃時的飽和水汽壓ps可用lgps8810.28682
d.式(3)的計算結果與實際的超聲聲速真值可能有一定偏差。
引起偏差的原因有：~狀態(tài)參量的測量誤差~理想氣體理論公式的近似性
實驗方法：
A.脈沖法：利用聲波傳播時間與傳播距離計算聲速
實驗中用脈沖法測量，具體測量從脈沖聲源(聲發(fā)射器)到聲探測器
之間的傳播時間tSD和距離lSD，進而算出聲速v(實驗中聲源與探測器之間基本是同一被測煤質)
lSD
v88t
SD
B.利用聲速與頻率、波長的關系測量(要求聲發(fā)射器的直徑顯著大于波長、聲探測器的的直徑小于波長(反射很少))測波長的方法有
B-1行波近似下的相位比較法B-2駐波假設下的振幅極值法
B-3發(fā)射器與探測器間距一定時的變頻測量法
實驗步驟：
1)用行波近似下的相位比較法測量空氣中的聲速
a.正確接線將信號發(fā)生器的輸出連接到聲速儀的超聲發(fā)射器信號的輸入端的T型三通接頭上，三通的另一個借口用導線連到示波器的一個輸入端。聲速儀的探測信號輸出端連接到示波器的另一輸入端上b.選定頻率當探測器距離發(fā)射器約100mm時，調節(jié)信號發(fā)生器的頻率，調節(jié)范圍為30~50kHz，同時記錄接收信號的最大峰峰值。得到如下數(shù)據：
作出圖像：
要求選定某一使探測器輸出信號幅度較大的頻率作為實驗測量時的聲波頻率，所以頻率應選為40.5KHz。
c.測同相點位置單向緩慢移動探測器，同時觀察發(fā)射器、探測器波形，當波峰在同一豎直線上時，記錄此時數(shù)顯卡尺讀數(shù)值。然后繼續(xù)移動探測器，記錄七個相鄰的波峰相同的位置。
2)用駐波假設下的振幅極值法測量空氣中的聲速單向平移聲發(fā)射器，依次找出7個相鄰極大值位置，并記錄。
3)用行波近似下的相位比較法測量水中的聲速
實驗步驟與在空氣中的實驗步驟基本相同(除了實驗開始時把實驗裝置換為的水中的實驗裝置)頻率為：90.0KHz
實驗結果：
1)用行波近似下的相位比較法測量空氣中的聲速
數(shù)據記錄如下：
實驗前的氣溫23.6℃相對濕度28.7實驗后的氣溫25.0℃相對濕度30.2
由此計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)用駐波假設下的振幅極值法測量空氣中的聲速
數(shù)據記錄如下：
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)用行波近似下的相位比較法測量水中的聲速
數(shù)據記錄：
用最小二乘法直線擬合的方法求波長得：(=17.330.14)mm聲速：(1359.4312.62)m/s
總結與反思：這次實驗使我認識到自己對實驗儀器了解的不足。
聲速測量實驗報告 篇3
實驗目的:測量聲音在空氣中的傳播速度。
實驗器材:溫度計、卷尺、秒表。
實驗地點:平遙縣狀元橋東。
實驗人員:愛物學理小組
實驗分工:張灝、成立敬測量時間
張海濤發(fā)聲
賈興藩測溫
實驗過程:
1測量一段開闊地長;
2測量人在兩端準備;
3計時員揮手致意,發(fā)聲人準備發(fā)聲;
4發(fā)生人向上舉手,同時發(fā)聲,計時員計時(看到舉手始,聽到聲音止)
5多測幾次,記錄數(shù)據。
實驗結果:
時間17∶30
溫度21℃
發(fā)聲時間0.26
發(fā)聲距離93m
實驗結論:在21℃空氣中,聲音傳播速度為357.69m/s.
實驗反思:有一定誤差,卡表不夠準確。