声波衰减系数的测定实验报告.pdf

一 ． 实 验 项 目 名 称声 波 衰 减 系 数 的 测 定实 验 目 的1、 测 出 声 波 在 空 气 中 声 强 衰 减 系 数 二 ． 实 验 原 理1.声 波 在 媒 介 中 传 播 时 ， 声 强 衰 减 如 下 式 所 示 ：dd eII  0 1式 中 0I 表 示 入 射 初 始 声 强 ， dI 为 深 入 媒 质 d 距 离 处 的 声 强 ， 为 衰 减 系 数 2.在 自 由 声 场 中 ， 声 波 传 播 方 向 上 某 点 声 强 I 与 声 压 P、 媒 介 特 性 阻 抗 Z 存在 如 下 关 系 ： 2Z2PI  23.声 压 与 电 压 关 系 kUP 33. 衰 减 系 数 的 确 定由 123式 得 ： dd eU  202U对 其 两 边 取 对 数 则 有 ： 202 UlndUln d 式 中 为 为 衰 减 系 数 ， 可 看 出 电 压 对 数 的 两 倍 dUln2 与 衰 减 系 数 成 线 性 关 系若 测 得 n 组 电 压 数 值 ， 作 如 上 处 理 ， 再 作 图 求 得 斜 率 即 求 得 衰 减 系 数 。

三 ． 实 验 仪 器声 速 测 定 仪 、 数 字 示 波 器 、 函 数 信 号 发 生 器 、 信 号 连 接 线 四 ． 实 验 内 容 及 步 骤1. 调 节 信 号 源 ， 示 波 器 至 最 佳 状 态 ， 示 波 器 显 示 信 号 波 形 大 小 合 适 ， 位 置 居中 2. 将 接 收 换 能 器 从 相 距 发 射 器 30mm 左 右 开 始 往 后 移 动 ， 当 达 到 电 压 峰 值 时 ，记 下 各 自 相 应 的 峰 峰 电 压 值 和 接 收 换 能 器 位 置 五 ． 数 据 记 录 及 处 理 （ 包 括 数 据 表 格 、 数 据 计 算 、 画 图 等 ）表 1 实 验 数 据次数 峰 值 距离 (mm) 峰 值 电压 (v) 2LnU 次 数 峰 值 距离 (mm) 峰 值 电压 (v) 2LnU1 30.690 3.04 2.224 21 124.67 1.40 0.6732 34.545 3.04 2.224 22 129.679 1.36 0.6153 39.261 3.04 2.224 23 133.350 1.40 0.6734 44.942 3.04 2.224 24 138.215 1.32 0.5555 49.710 3.00 2.197 25 143.730 1.20 0.3656 53.365 2.92 2.143 26 148.575 1.20 0.3657 58.230 2.52 1.849 27 153.720 1.02 0.0408 62.776 2.40 1.751 28 157.880 1.00 09 67.628 2.20 1.577 29 162.458 0.980 -0.04010 72.220 2.08 1.464 30 166.035 0.980 -0.04011 77.949 1.92 1.305 31 171.050 0.980 -0.04012 81.728 1.92 1.305 32 176.560 0.960 -0.08213 86.501 1.84 1.220 33 181.334 0.920 -0.16714 92.254 1.72 1.085 34 185.479 0.860 -0.30215 96.770 1.60 0.940 35 190.129 0.768 -0.52816 100.55 1.68 1.038 36 194.89 0.776 -0.5077 517 105.275 1.60 0.940 37 199.792 0.744 -0.59118 109.990 1.52 0.837 38 204.735 0.736 -0.61319 114.690 1.44 0.729 39 209.260 0.688 -0.75020 120.665 1.44 0.729 40 214.265 0.680 -0.771六 ． 实 验 结 果 分 析 与 小 结由 上 表 中 数 据 绘 出 2LnU-d 图 ,如 下 图 所 示 。

图 4 2LnU2d 关 系 图由 上 图 可 以 看 出 ,2LnU-d 基 本 上 显 示 线 性 关 系 ,符 合 公 式 （ 1） 经 Excel 线性 拟 合 计 算 ,其 相 关 系 数 2R = 0.937 斜 率 即 声 强 的 衰 减 系 数 =-0.017dB/mm1.由 于 每 次 在 确 定 电 压 峰 值 时 ， 记 录 下 的 数 字 可 能 有 误 差 ， 做 直 线 时 会 有 一 定 的误 差 2.作 直 线 时 会 有 选 择 的 舍 弃 一 些 点 ， 然 后 直 线 的 拟 合 程 度 也 不 是 特 别 好 ， 造 成的 误 差 七 ． 附 上 原 始 实 验 数 据 （ 拍 照 ）。