文档介绍：徐朋声波声波是一种在弹性介质中传播的是一种在弹性介质中传播的机械波机械波,声波,声波的测量在的测量在定位定位、、探伤探伤、、测距测距等应用中具有十分等应用中具有十分重要的意义。重要的意义。一般使用的一般使用的声波声波是是超声波超声波,超声波,超声波具有较高频率具有较高频率, , 可以可以定向传播定向传播。。本实验本实验测量测量超声波在空气中传播的速度。超声波在空气中传播的速度。可闻声波可闻声波频率频率: : 20HZ ~ 20KHZ 20HZ ~ 20KHZ 次声波、次声波、可闻声波、超声波可闻声波、超声波一、实验目的一、实验目的 1 1、学习测量、学习测量空气中空气中声速的原理和方法声速的原理和方法 2 2、学习一种、学习一种非电量非电量的电测法的电测法 3 3、练习用、练习用逐差法逐差法处理数据处理数据 4 4、进一步、进一步熟悉熟悉示波器的使用示波器的使用二、实验仪器二、实验仪器低频信号发生器、声速测定仪、示波器低频信号发生器、声速测定仪、示波器低频信号发生器低频信号发生器或或综合声速测定仪信号源综合声速测定仪信号源提供一定频率的信号,使之等于系统的谐振频率提供一定频率的信号,使之等于系统的谐振频率主要部件是两个主要部件是两个压电陶瓷压电陶瓷换能器换能器和一个游标卡尺和一个游标卡尺声速测定仪声速测定仪声速测定仪声速测定仪声速测定仪声速测定仪主要由两只主要由两只相同的相同的压电陶瓷换能器压电陶瓷换能器 A A和和B B组成, 组成, 压电陶瓷换能器压电陶瓷换能器是将是将声波声波和和电信号电信号相互转换相互转换的装置。的装置。将将 A A作为作为超声源超声源,与低频信号发生器相连接, ,与低频信号发生器相连接, 电能电能→→声能声能,即,即从发射头的从发射头的平面端平面端产生的声波在空气中形成产生的声波在空气中形成平面纵波平面纵波; ; 将将 B B作为作为反射面反射面,亦即,亦即接收端接收端, ,声能声能→→电能电能,接收端与示波器相连, ,接收端与示波器相连, 就可对接收端的声压信号进行观测。就可对接收端的声压信号进行观测。 A A和和B B间的距离可调,通过仪器上的间的距离可调,通过仪器上的游标卡尺游标卡尺或或数字读数器数字读数器测定。测定。示波器示波器示波器示波器 x,y 轴输入各接一个换能器,示波器上显示出李萨如图形轴输入各接一个换能器,示波器上显示出李萨如图形三、实验原理三、实验原理超声波在空气中传播,传播速度超声波在空气中传播,传播速度νν、频率、频率 f f、波长、波长λλ间有间有νν= =f fλλ超声波超声波频率频率为声源振动频率,可从低频信号发生器所发为声源振动频率,可从低频信号发生器所发生的正弦波的频率显示数据读出。生的正弦波的频率显示数据读出。声波的声波的波长波长测量,是本实验的主要任务, 测量,是本实验的主要任务, 可采用可采用共振干涉法( 共振干涉法( 驻波法驻波法) )和和相位法相位法。。 1 1、共振干涉法、共振干涉法————驻波法驻波法驻波:具有相驻波:具有相同频率同频率、相、相同振幅同振幅和相和相同振动方向同振动方向的两列波在的两列波在同一直线同一直线上上沿相沿相反方向传播反方向传播时叠加时叠加形成的波形成的波。。驻波驻波的的波腹波腹、、波节波节。。相邻两波节相邻两波节或或两波腹两波腹间的间的距离距离就是就是半个波长半个波长。。 S 1S 2 波节波腹λ/2 图中图中 S S 1 1和和S S 2 2之之间间的的距离距离为为n nλλ/2 /2 时( 时( n n为正整数为正整数) )才能才能形成驻波形成驻波。。