文档介绍：超声波测声速实验简介: 在弹性介质中,频率从 20Hz 到 20kHz 的振动所激起的机械波称为声波,高于 20kHz , 称为超声波, 超声波的频率范围在 2× 10 4 Hz-5 × 10 8 Hz 之间。超声波的传播速度, 就是声波的传播速度。超声波具有波长短, 易于定向发射等优点, 在超声波段进行声速测量比较方便。超声波在媒质中的传播速度与媒质的特性及状态等因素有关。因而通过媒质中声速的测定, 可以了解媒质的特性或状态变化。例如, 测量***气、蔗糖等气体或溶液的浓度、***丁橡胶乳液的比重以及输油管中不同油品的分界面等等, 这些问题都可以通过测定这些物质中的声速来解决。可见,声速测定在工业生产上具有一定的实用意义。本实验用压电陶瓷超声换能器来测定超声波在空气中的传播速度, 它是非电量电测方法的一个例子实验原理: 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: 的各点振幅最小,称为波节,对应的位置: 因此只要测得相邻两波腹(或波节)的位置 Xn、X n-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 S 2 ,所以在同一时刻 S 1与S 2 处的波有一相位差: 其中?是波长, x为S 1和S 2 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。不同??的李萨如图实验内容: 1. 调整仪器使系统处于最佳工作状态,换能器共振频率约为 35KHz 。 2. 用驻波法(共振干涉法)测波长和声速。 3. 用相位比较法测波长和声速。注意事项 1 .确保换能器 S1和 S2 端面的平行。 2 .信号发生器输出信号频率与压电换能器谐振频率 f 0 保持一致实验仪器: 本实验的主要仪器有: 示波器、信号发生器和声速仪, 实验室中的真实仪器如下图所示