文档介绍：声速的测定(精)
声速的测定(精)
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声速的测定(精)
声速的测定
声波是在弹性介质中流传的一种机械波。声波特征的丈量是声学技术中的重要内容，
别是声速的丈量，在定位、探伤、测距等应用中都拥有重要的意义。本实验是利用压电金陶
瓷换能器技术来丈量声波在空气中的速度。
一、实验目的

特
声速的测定(精)
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声速的测定(精)
1）认识换能器的本来及工作方式。
2）学会用共振干预法和相位比较法丈量空气中的声速。
二、实验原理
在颠簸过程中，波速 v 、波长 λ 和频次 f 之间存在以下关系：
v f
()
经过实验，测出波长 λ 和频次 ?，即可求出声速 v。常用方法有驻波法和位对比较法两
种。
1．驻波法测声速
两个超声换能器间的距离为 L，此中左侧一个作为超声源（发射头 S1），信号源输出的
正弦电压信号接到 S1 上，使 S1 发出超声波；右侧的作为超声的接收头 S2 ，把接收到的声压
转变为电信号后输入示波器察看。 S2 在接收超声波的同时，还向 S1 反射一部分超声波，这样
由 S1 发出的超声波和由 S2 反射的超声波在 S1 和 S2 之间的地区干预而形成驻波。驻波相邻两
波峰（或波节）之间的距离为半波长。改变 L 时，在一系列特定的地点上， S2 面接收到的声
压达到极大值（或极小值），相邻两极大值（或极小值）之间的距离皆为半波长，此时在示
波器屏上所显示的波形幅值发生周期性的变化，即由一个极大值变到极小，再变到极大，而
幅值每一次周期性的变化，就相当于 L 改变了半个波长。若从第 n 个共振状态变化到第 n+1
个共振状态时， S2 挪动的距离为△ L，则
L
(n
1)
n
2
2
2
L
2
即
v
f
2 f
L
（）
2．相位比较法测声速
从 S1 发出的超声波经过媒质传到接收头
S2，接收头和发射头之间便产生了位相差
，
此位相差的大小与角频次
2
f 、流传时间 t 、声速 v 、波长
以及 S
和 S 之间的距离
1
2
L 有以下关系：
t
2 f
L
2
L
()
v
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由此能够推出， L 每改变一个波长 λ，位相差就变化 2л ，经过察看位相差的变化△ φ ，
即可测出 λ 。将发射头 S1 和接收头 S2 的正弦电压信号分别输入到示波器的 CH1 和 CH2 通道，
在屏上便显示出频次为 1:1 的李萨如图。改变 L 时，两个