大学物理仿真实验实验报告 超声波测声速

大学物理仿真实验实验报告试验日期：实验者: 班级:学号:超声波测声速一 实验原理由波动理论可知，波速与波长、频率有如下关系：v = f λ,只要知道频率与波长就可以求出波速。本实验通过低频信号发生器控制换能器，信号发生器得输出频率就就是声波频率。声波得波长用驻波法（共振干涉法）与行波法(相位比较法）测量。下图就是超声波测声速实验装置图。 驻波法测波长由声源发出得平面波经前方得平面反射后,入射波与发射波叠加,它们波动方程分别就是： 叠加后合成波为:得各点振幅最大，称为波腹，对应得位置：ﻩﻩ （ n =０，1,2，3……)得各点振幅最小，称为波节，对应得位置: （ n =0，１，2,３……）二 实验仪器1）声速得测量实验仪器 包括超声声速测定仪、函数信号发生器与示波器２）超声声速测定仪 主要部件就是两个压电陶瓷换能器与一个游标卡尺.3）函数信号发生器 提供一定频率得信号，使之等于系统得谐振频率。4)示波器示波器得 x, y 轴输入各接一个换能器,改变两个换能器之间得距离会影响示波器 上得图形。并由此可测得当前频率下声波得波长，结合频率，可以求得空气中得声速。三 实验内容1.调整仪器使系统处于最佳工作状态。2.用驻波法(共振干涉法)测波长与声速。3。用相位比较法测波长与声速。*注意事项１。确保换能器 S1 与 S2 端面得平行。2．信号发生器输出信号频率与压电换能器谐振频率 f0保持一致。三 数据记录与处理1． 基础数据记录谐振频率=33、5kH ｚ2． 驻波法测量声速表１ 驻波法测量声速数据ｉ1 ｉ（cｍ)i+６１ i+6(cm）λi＝ (1i+6—1i） /３(cm)1９、０ 60７１２、2321、０ 5 ７29、５7 ４8１ 2、7741、０６ 7310、1229１ 3、3 １６1、０ 65410、6521013、8201、0 ５ 6511、1781 １14、３５ 21、０ 5861１、7０ 01214、8461、０ 48λ 得平均值:1、0585（c ｍ)λ 得不确定度：=0、002（c ｍ）因为,λi＝ (1i+6-1i） ／3，Δ 仪=０、02mm所以，0、0005 ４ 4（ｃｍ)0、021(mm）计算声速:（m/s）计算不确定度：实验结果表示:υ=（354±３)ｍ/ｓ，=0、8％3． 相位比较法测量声速表２ 相位比较法测量声速数据(相位变换 2π)i1 ｉ（cm）i+71i＋７(cm)λi= (1i＋7-1i）/7（ｃm)谐振频率18、1 ６ 2815、９26１、1 ０ 9f＝32、0k Ｈｚ29、2829１7、0501、１ 103１ 04001018、2201、107４１1、51211１９、206１、０ 9 ９51２、6001220、2901、099６1...