声速的测定实验报告.doc

文档介绍：:..声速的测定实验报告总结与反思:这次实验使我认识到自己对实验仪器了解的不足。课前应查找相关资料以增加对如何操作实验仪器的知识!基科22崔文亮2012012217实验时间2012年10月31号篇七:超声波测声速实验报告超声波测量声速实验报告学院:生命学院班级:生基硕姓名:廖崇兵学号:一一大学物理仿真实验01实验日期:2011年6月3日一9日交报告日期:2011年6月10日110123011一、、发射和接收的方法;。二、 :主要部件是两个压电陶瓷换能器和一个游标卡尺。:提供一定频率的信号,使之等于系统的谐振频率。: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。三、 实验原理由波动理论可知,波速与波长、频率有如下关系:v=f入,只要知道频率和波长就可以求出波速。木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。,点此查看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,它们波动方程分別是:yl=Acos2nft?入xy2=Acos2nft+叠加后合成波为:xy=(2Acos2n)cos2nftcos2n入=±1的各点振幅最人,称为波腹,对应的位置:x=±n2(n=0,1,2,3…);cos2n入=0的各点振幅最小,称为波节,对应的位置:x=±(2n+l)4(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。,所以在同一时刻S1与S2处的波有一相位差:(其中入是波长,x为S1和S2之间距离)。因为x改变一个波长时,相位差就改变入x2po利用李萨如图形就可以测得超声波的波长。四、。按照图1连接好仪器,使用前开机预热lOmin,自动工作在连续被方式,选择的介质为空气,观察S1和S2是否平行。????o将示波器调整为y・t模式,观察到正弦信号的波形,使S1和S2间的距离约为5cm;调节信号发射强度,波幅为5V,在350(100MHz)附近调节频率,同吋观察波形,使信号幅度最大,此吋频率为329(100MHz),即为本系统的谐振频率。。向右缓慢移动S2,观察示波器正弦信号的变化,选择信号最大位置开始读数,记为xi,取i=10,用逐差法求出声波波长和误差。利用谐振频率fO计算声波波速和误差。。将示波器调整为X-Y工作方式。观察示波器岀现的李萨如图形,缓慢移动S2,当重复出现该图形时,说明相位变化了2n,即S1和S2之间移动了一个波长。沿右连续测量10个周期,用逐差法处理数据,求出波长、声速及误羌。图片已关闭显示,点此查看3李萨如图形图3 ①=0图5①二n4图6①二n2图7①二3n4图4①二n图8①“2图9①=7兀4图10①=2兀图片已关闭显示,点此查看图片已关闭显示,点此查看图片已关闭显示,点此查看图片已关闭显示,点此查看图片已关闭显示,点此查看图片已关闭显示,点此查看图片已关闭显示,点此查看图片已关闭显示,点此查看4五、=33・,点此查看的平均值:?6?入?i?l・0582(cm)i?l入的不确定度:?)2Si?l99••?i(i?1)=(cm)因为,Xi=(li+6・li)/3,,u2??33?仪=(cm)?2??S??u2??(mm)计算声速:??f??(m/s)?f?l%计算不确定度:f??(kHz)???(f?2?)?(??f)2?3(m/s)实验结果表示:u=(354±3)m/s,Ev=0・8%,点此查看入的平均值:???i?(cm)7i?l入的不确定度:S???(?i?l7?)2=(cm)i(i?1)273因为,入i=(li+7・li)/7,△,u???仪=(cm)???S?2?u2?(mm)?计算声速:??f??(m/s)计算不确定度:?f?f?l%?(kHz)??