大学物理实验讲义 - 图文

实验9 声速测定

为2A，称为波腹。

当cos2?x??0或2?x??(2n?1)?2时，在x?(2n?1)?4，n=1，2??位置上声振

动振幅为0，称为波节。其余各点的振幅在零和最大值之间。

叠加的波可以近似地看作具有驻波加行波的特征。由驻波的性质可知，当接收器端面按振动位移来说处于波节时，则按声压来讲是处于波腹。当发生共振时，接收器端面近似为波节，接收到的声压最大，经接收器转换成电信号也最强。当接收器端面移到某个共振位置时，示波器出现了最强的电信号，继续移动接收器，当示波器再次出现最强的电信号时，则接收器移动的距离为?/2，从而可以得出波长?，由式（1）求得声速v。 [实验内容]

1、用位相比较(行波法)法测声速 (1) 按图3接好电路，根据低频信号发生器输出信号幅度及压电陶瓷换能器的共振频率f0确定声源(发射端)激励信号，约40kH，并在测量过程中保持不变，从信号发生器上记下f0。

时，记下S2的位置x1。

(3) 依次移动S2，记下示波器直线由图2-a复为图2-e和由图2-e再变为图2-a时，依次记下游标尺的读数x2、x3?值共12个。

(4) 测出室内温度T。

2、共振干涉(驻波)法测声速 (1) 按图4接好电路，低频信号发生器与步骤l一样处于f0频率状态下。

(2) 在共振频率f0下，将S2移近S1图4 共振干涉法则声速

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S2 示波器 Y1 地 X S1 信号发生器 声速测量仪 地 图3 位相比较法则声速

(2) 在上述共振频率f0下，使S2靠拢S1然后缓慢移离S1，当示波器上出现45°斜线

S2 示波器 Y1 地 S1 信号发生器 声速测量仪 地 实验9 声速测定

过，再缓慢移离S1，当示波器上出现振幅最大时，记下游标尺读数x1?。

(3) 依次移动S2，记下各振幅最大时的x2?、x3???值共12个。 (4) 测出室内温度T。 [数据处理]

（1）声速测量数据表

位相法 x(cm) （Hz） T(K) f0x1 x2 x3 x4 x5 x6 x7 x8 x9 x10 x11 x12 共x1? x2? x3? x4? x5? x6? x7? x8? x9? x10? x11? 振法 x12? (2) 用逐差法处理数据。分别算出用位相法和共振法测得的波长?和??，然后分别算出U和U?。

?x7?1?x7?x1?3??x8?2?x8?x2?3?

?x9?3?x9?x3?3??x10?4?x10?x4?3??x11?5?x11?x5?3??x12?6?x12?x6?3??1??2??3? ?4??5??6?把等式两边相加

??xi?16(6?i)?i?18?

所以平均波长为

16????x(6?i)?i

18i?1可得 S?? ?仪1? ????(???)i2k?1?

?仪2?

22S???仪?

?f??仪2

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