综合设计性实验声速的测量研究忻州师范学院物理系综合设计性实验论文（设计）声速的测量研究摘要 :本文研究了声速测量的不同方法，包括：共振干涉法、相位比较法和时差法。文章首先对固体、 液体和气体中声速测量做了大量实验，然后对数据进行了严格处理和误差分析，最后比较了各种方法的精确度，找出了他们定的优缺点，得出了各种介质中最合适的声速测量方法，并且测出了空气、纯净水和树脂棒中的声速。关键词 : 声速 测量 共振干涉法相位比较法时差法引言随着声速的迅速发展,检测声学的实际应用中也越来越广泛,在无损检测 ,探伤 ,流体测速 ,定位,测距等声学检测领域中声速的测量尤为重要.因此声速测量在物理实验中有着重要的地位,也有着广泛的应用 .而空气中声速的测量作为经典的近代物理实验以其实际应用性和易于实现的特点,被许多高校作为基础物理实验.实验中一般利用压电陶瓷超声换能器组,示波器 ,低频信号发生器等 ,采用共振干涉法和相位比较法 .但是在很多舰船上是用声纳来测量距离和方位,很多江湖水位自动记录仪也是用超声波来测量水位的变化,即利用测量脉冲发出和回波的时间差推算距离 ,测量原理两者相差较大,因此 ,在原来教学仪器的基础上进行了改正,增加了时差法测量声速 ,完善了教学与实际之间的衔接.本实验用多种方法进行声速的测定 ,并对这些方法 ,结果进行比较 .总结了它们的优缺点,便于根据实际情况进行此类实验的选择 ,可为声速测量提供有益的借鉴. 一 实验仪器说明 : 忻州师范学院物理系综合设计性实验论文（设计）(1) ZKY---SS 型声速测定实验仪图 1 超声声速测定装置由传动机构，数显标尺等组成。 如图 3.3 所示，S1 为发射换能器， S2 为接收换能器， S1 和 S2 之间为游标尺，游标尺上有数显位移传感器， X 为接收换能器的位移。实验装置简图(2) 双踪示波器（ YB4320B）忻州师范学院物理系综合设计性实验论文（设计）图 2二 实验原理 : 声速的测量方法可以分为两类：第一类方法是直接根据关系式v=s/t，测出传播距离 s 和所需时间 t 后即可算出声速，称为“时差法” ，这是工程应用中常见的方法。第二类方法是利用波长频率关系式,测 v=fλ ，量出频率 f 和波长来计算出声速，测量波长时又可用“共振干涉法”或“相位比较法”,本实验用三种方法测量气体和液体中的声速。（ 1）超声声速测定装置该装置由换能器和游标卡尺及支架构成。换能器由压电陶瓷片和轻、 重两种...
