文档介绍：实验 声速测量（超声）
声波是一种在弹性媒质中传 播的机械波,振动频率在 20-20000Hz 的声波称为可闻声波 ,
频率低于 20Hz 的声波称为次声波 λ = 2ν (Ln+1 − Ln ) （27-2）
还可用相位比较法测量声波波长。
根据振动和波的理论,设发射器 S1 处的声振动方程为
x = A1 cos(ωt + ϕ1 ) (27-3)
若声波在空气中的波长为 λ ,则声波沿波线传到接收器 S2 处的声振动方程为
2π (S − S )
y = A cos (ωt + ϕ ) = A cos( ωt + ϕ − 2 1 ) （27-4）
2 2 2 1 λ
当 S1 发出的平面超声波通过媒质到达接收器 S2，在发射波和接收波之间产生相位差，S1
处和 S2 处的声振动的相位差为
2π (S − S ) 2π L L
∆ϕ = ϕ −ϕ = − 2 1 = = 2πν (27-5)
2 1 λ λ υ
负号表示 S2 处的相位比 S1 处落后,其值决定于发射器与接收器之间的距离(S2-S1)。
示波器 Y 轴和 X 轴的输入信号是两个频率相同而有一定相位差的正弦波，而荧光屏上
光点的运动则是频率相同、振动方向相互垂直的两个简谐振动的合运动，合运动的轨迹方程
为
y xy y 2 x 2 2
2 （ ）
− = − 2 − 2 + 1 ) 2 ϕ ϕ sin ) ( cos( 2 ϕ ϕ 1 27-6
2 1 A A 2 A A 1
该方程是椭圆方程，椭圆的图形由相位差决定。
图 27-3 给出了相位差从 0 到 2π 之间几个特殊值的图形。假如初始时图形如(a)图；接
λ
收器移动距离为半波长 时，图形变化为（c），接收器移动距离为一个波长 λ 时，图形变