文档介绍：HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】
实验报告声速测量
南昌大学物理实验报告
课程名称： 大学物理实验 此原理将受收到的超声波信号转换成电压信号送入示波器显示。
虽然给电压陶瓷加以压力或电信号就会有压电效应或逆压电效应，但是能量的转换效率却与所加信号的频率有关。每个关于压电陶瓷换能器都有一个谐振频率f0，当外加正弦交变压力信号的频率等于f0时，换句话说，压电陶瓷换能器在谐振频率下工作时，作为接收器时灵敏度最高；作为发射器时辐射效率最高。所以，实验时应仔细调节信号发生器的工作频率，以使换能器谐振。
驻波法测波长
如右图所示，实验时将信号发生器输出的正弦电压信号接到发射超声换能器上，超声发射换能器通过电声转换，将电压信号变为超声波，以超声波形式发射出去。接收换能器通过声电转换，将声波信号变为电压信号后，送入示波器观察。
由声波传播理论可知，从发射换能器发出一定频率的平面声波，经过空气传播，到达接收换能器。如果接收面和发射面严格平行，即入射波在接收面上垂直反射，入射波与反射波相互干涉形成驻波。此时，两换能器之间的距离恰好等于其声波半波长的整数倍。在声驻波中，波腹处声压（空气中由于声扰动而引起的超出静态大气压强的那部分压强）最小，而波节处声压最大。当接收换能器的反射界面处为波节时，声压效应最大，经接收器转换成电信号后从示波器上观察到的电压信号幅值也是极大值，所以可从接收换能器端面声压的变化来判断超声波驻波是否形成。
移动卡尺游标，改变两只换能器端面的距离，在一系列特定的距离上，媒质中将出现稳定的驻波共振现象，此时，两换能器间的距离等于半波长的整数倍，只要我们监测接收换能器输出电压幅度的变化，记录下相邻两次出现最大电压数值时（即接收器位于波节处）卡尺的读数（两读数之差的绝对值等于半波长），则根据公式：就可算出超声波在空气中的传播速度，其中超声波的频率可由信号发生器直接读得。
相位比较法
实验接线如下图所示。波是振动状态的传播，也可以说是位相的传播。在声波传播方向上，所有质点的振动位相逐一落后，各点的振动位相又随时间变化。声波波源和接收点存在着位相差，而这位相差则可以通过比较接收换能器输出的电信号与发射换能器输入的正弦交变电压信号的位相关系中得出，并可利用示波器的李萨如图形来观察。
位相差和角频率、传播时间t之间有如下关系：
同时有，，，（式中T为周期）
代入上式得：
当 （n=1，2，3，...）时，可得。
由上式可知：当接收点和波源的距离变化等于一个波长时，则接收点和波源的位相差也正好变化一个周期（即Ф=2π）。
实验时，通过改变发射器与接收器之间的距离，观察到相位的变化。当相位差改变π时，相应距离的改变量即为半个波长。根据波长和频率即可求出波速。
三、实验仪器：信号发生器、双踪示波器、声速测定仪。
四、实验内容和步骤：
1、驻波法测波长
由分析可知，相邻两个声压波节或者相邻两个声压波腹之间的距离也均为λ/2。因此，当移动接收器端面到驻波的某一波节位置是，接收到的声压为波腹的位