实验二十九 声速测量.doc

声速的测量实验报告 【目的】：1. 学习空气中声速测量的原理和方法2. 学习一种非电量的电测量法3. 熟练掌握示波器的使用4. 理解掌握相位法和驻波法，并运用其测量声速【仪器】：　　　　声速测量仪：SV-DH-7A声速测量仪　　　　示波器： YB43030D型　　　　信号发生器：综合声速测量仪【实验原理】：１. 相位法在波的传播方向上的任何两点，如果其振动状态相同或者相位差为的整数倍，这两点间的距离应等于波长的整数倍，即 （n为一正整数）　　　　　　　　　　　　　　　　（１）２. 驻波法当接收端面与和发射头间的距离恰好等于半波长的整数倍时，叠加后的波就形成驻波，此时相邻两波节（或波腹）间的距离等于半个波长实验步骤】：１. 驻波法：a. 如图１所示，连接好实验装置，使和保持正确的位置b. 将信号发生器的输出频率调至附近，当在示波器上看到正弦波首次出现振幅较大处，固定，再仔细微调信号发生器的输出频率，使荧光屏上的图形振幅达到最大，读出共振频率c. 将游标卡尺的读数置零，继续移动，当荧光屏上再次出现最大振幅时，记下，重复操作，记下读数到，共12个读数。

２. 相位法：a. 如图２,连接好实验装置，并使示波器处于工作状态b. 在共振条件下，使靠近，然后慢慢移开，当示波器上图形由椭圆变为斜线时，微调，使图形稳定，将游标卡尺读数置零c. 继续缓慢移开，然后依次记下荧光屏出现斜线时游标卡尺的读数，，……，共12个读数数据与数据处理】：　　　　　　　　　表１　驻波法测声速实验数据　　单位：mm f = 35.925 KHz次数１２３４５６７８９１０１１１２读数2.707.6013.0718.2023.6829.3234.8039.9645.3250.3356.0061.34 将数据分为６组：１－７、２－８、３－９、４－１０、５－１１、６－１２并分别作差，于是，波长λ1-7 = 2( L7 – L1)/6 　　　　　　　λ2-8 = 2( L8– L2)/6 λ3-9= 2( L9 – L3)/6 　　　　　　　λ4-10= 2( L10 – L4)/6 　　　　　　　λ5-11= 2( L11 – L5)/6 　　　　　　　λ6-12= 2( L12 – L6)/6 ∴测量结果表达式为：λ=(λ1-7 +λ2-8 + λ3-9 +λ4-10 +λ5-11 +λ6-12)/6 = 10.730(mm) ∴测量结果表达式为： V = f λ= 385.475(m/s)表２　相位法测声速实验数据　　单位：mm f = 39.003 KHz次数１２３４５６７８９１０１１１２读数0.189.9120.5029.4739.2149.1160.7369.9179.7988.9197.67106.89处理方法同上，最终结果表达式为：λ= 9.883 (mm) ∴测量结果表达式为：V = f λ= 355.047(m/s)【分析与讨论】： 1.测量波长的时候要记住消除空程差，以减少实验数据的误差。

2. 实验中经常会遇到示波器不能显示接收换能器的输出波形的情况，当这种情况出现时，就当仔细检察示波器的各开关及旋钮的状态。