文档介绍：实验名称:超声波测声速实验报告一、实验目的(1)、了解超声波的发射和接收方法。(2)、加深对振动合成、波动干涉等理论知识的理解。(3)、掌握用干涉法和相位法测声速。二、实验原理由波动理论可知,波速与波长、频率有如下关系:v=fλ,只要知道频率和波长就可以求出波速。本实验通过低频信号发生器控制换能器,信号发生器的输出频率就是声波频率。声波的波长用驻波法(共振干涉法)和行波法(相位比较法)测量。下图是超声波测声速实验装置图。 驻波法测波长:由声源发出的平面波经前方的平面反射后,入射波与发射波叠加,它们波动方程分别是:叠加后合成波为:的各点振幅最大,称为波腹,对应的位置: (n=0,1,2,3……)的各点振幅最小,称为波节,对应的位置: (n=0,1,2,3……)因此只要测得相邻两波腹(或波节)的位置Xn、Xn-1即可得波长。相位比较法测波长:从换能器S1发出的超声波到达接收器S2,所以在同一时刻S1与S2处的波有一相位差:φ=2∏x/λ,其中λ是波长,x为S1和S2之间距离)。因为x改变一个波长时,相位差就改变2∏。利用李萨如图形就可以测得超声波的波长。三、实验仪器超声声速测定仪:主要部件是两个压电陶瓷换能器和一个游标卡尺。函数信号发生器:提供一定频率的信号,使之等于系统的谐振频率。示波器:示波器的x,y轴输入各接一个换能器,改变两个换能器之间的距离会影响示波器上的李萨如图形。并由此可测得当前频率下声波的波长,结合频率,可以求得空气中的声速。四、。(共振干涉法)测波长和声速。。五、实验数据及处理:f=34kHz;Vp-p=5V;L=;六、实验结论:波长λ=;由此声速经测算为v=(354±3)m/s;U=%七、思考题:,改变频率,以求声速。是否可行?答:不行,由“v=fλ”,距离一定后使得波长无法计算。?为什么?答:不同,因为不同气体的密度不同,声波在不同介质中波长改变,根据公式可得结论。