文档介绍：实验超声波传播速度的测量
专业 学号 姓名
、预****要点
声波的传播速度应如何计算，实验中应测量哪些物理量才能得到声速值？
测量每个物理量需要利用的原理是什么？
声速的理论值应如何计算？
在课前写好预****报告，上课时务必将预****报告和原始数据表格一并带来，否则扣分
，信号源和模拟示波器；
2.
测量系统的谐振频率：
重复测量
3次，填入表
1,计算其平均值，并利用平均值来测量波长;
3.
共振干涉法测量波长：
连续记录
8次，填入表
2；
4.
相位比较法测量波长：
连续记录
8次，填入表
3；
5.
时差法测量声速：连续记录 6次,
填入表4,
并计算表格中其余物理量；
6.
记录实验时的室温 t
—
_c,计算室温下声速的理论值。
三、实验注意事项
调节声速测定仪上的手轮时，必须沿着同一个方向旋转，避免产生空程差，并能保证数据是连 续的；
在求波长时采用的是数据之间的差值 （即用逐差法计算波长），因此表2、表3的起点是任意的;
由于换能器之间距离过近或过远均会产生较多干扰，因此建议在 50~200mm之间完成实验；
测量读数由标尺的读数与手轮的读数共同构成，读数原理类似于螺旋测微器，要估读到最小分 度值的下一位。
四、数据处理要求（对表1、2、3进行以下数据处理；表 4不需要进行数据处理）
求出驻波法与相位法中，超声波的频率、波长以及传播速度的标准表达式;
求出室温下声速的理论值，以及上述两种方法的相对误差。
【参考公式】
求解频率标准表达式的计算过程：
n — 2
f = £ £ ; Sf = J -；。仪=； u f = Js； + 心2 n f = f w u n 1 \ n n -1 ）： 苛3
求解波长标准表达式的计算过程（需要用到 逐差法）：
共振干涉法：气=2（Lf—Li ），相位比较法：气二1"〜—Li ） 4 4
之后的计算步骤与求频率相同；
求解速度值标准表达式的计算过程：
— —— 2 — 2 —
= f3； Uv =寸（7心 f ） +（fu 兀） n v=v±Uv
室温下的理论值：
=v理】1 +，其中 v理=
相对误差的计算;
v _vt
100%
均应分别计算两次。
注意：由于测量波长使用两种方法测量，因此波长值、速度值与相对误差,
五、原始数据记录表格
成绩 教师签字 组号 同组人姓名
表1测量系统的谐振频率
i
△仪=
kHz
1
2
3
平均值
£ / (kHz)
表2共振干涉法测量波长 △仪=|
i
1
2
3
4
5
6
7
8
Li / (mm )
表3相位比较法测量波长
A仪
=
mm
i
1
2
3
4
5
6
7
8
Li / (mm )