文档介绍：实验 27 超声光栅衍射 实验报告
【实验目的】
掌握超声光栅原理
学会利用超声光栅测量液体中的声速
【实验仪器】 超声源，玻璃皿，激光器，光具座，会聚透镜，超声探头支架，金属白屏
【原理概述】
1•超声光栅 "
具有弹性纵向=
1 s '1
S = cm 耳_ 二
2 s 2
根据仪器标称的数据：
F = cm
实验数据记录：
第1次
d cm
N=10 f= T=30。C
第2次
d cm
N=10 f= T=38。C
第3次
d cm
N=10 f= T=41。C
第4次
d cm
N=10 f= T=48。C
第5次
d cm
声速与温度关系表格：
T CC)
d (cm)
a (m)
(m)
f (kHZ)
V (m/s)
11
806000
20
808000
30
805000
38
805000
41
805000
48
806000
d cm
N=10
N=10
f=
f=
T=20。C
T=11。C
声速与温度关系图
（温度48 C 时，水中出现大量气泡，估计对读数产生影响，删除数据点。） 可见，超声波波速随温度增加而递增，可以预见，到一定速度后将趋于稳定。
对本方法的讨论与误差分析：
本次实验的方法采用分别记录不同位置条纹的间距再取平均值的方法测量各温度下的条纹 间距。这种方法有一定的局限性和误差性：
1 ．本方法要求水的温度变化很小，在测量过程中只能有大概一摄氏度的变化。
2．测量条纹间距时分别测量不同位置条纹后取平均值，这本可以使计算出的声速更加准 确，但因为测量过程中，超声波的频率和水的温度都起了变化，因此，对所测条纹间距 求平均值的做法可能引入新的误差。
3．对温度和频率求平均的做法也会引入新的误差，但若变化不大，则应可以接受。
综上所述，此方法对声速的测量以及对温度的记录均不够严谨和准确，但应可以大致估计出 声速与温度的变化关系。
误差分析：
次数
d cm
G cm
d
E
%
%
%
%
%
%
由声速计算公式：
Sd
—i -
S N -1
2
根据误差传递公式得
2dfS
2df
/ 2S f 、 ( 2dfS 、 彳 2df 、 / 2dS 、
( 1 )2G 2 + ( 2 )2G 2 + ( )2G 2 + ( 1 )2G 2
(N — 1)(S + S ) d (N — 1)(S + S )2 si (N — 1)(S + S )2 s2 (N — 1)(S + S )
1 2 1 2 1 2 1 2
按照本实验方法得实际情况，若假设频率的微小改变不回引起条纹的显著变化
取 G f 二 1 KHz
T (°C)
V
G
V
E
1410
34
%
1500
44
%
1570
47
%
1600
50
%
1630
51
%
1600
47
%
可以看出，单就测量量来说，测量的误差还是比较小的，但这次的误差分