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《声速测定中声强的综合衰减系数的测定》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第18卷第1期大学物理实验Vol.18No.12005年3月出版PHYSICALEXPERIMENTOFCOLLEGEMar.2005文章编号:1007-2934(2005)01-0025-03声速测定中声强的综合衰减系数的测定张庆李卓凡王小怀(韩山师范学院,潮州,521041)摘要本文对声速测定实验中声强的衰减进行分析,介绍测量声强综合衰减系数的实验方法并给出实验结果。关键词声速测定;超声换能器;声强;综合衰减系数中图分类号:042211文献标识码:A1问题的提出利用超声换能器测声音在空气中的传播速度的方法是:位于同一水平高度两个频率相
2、同,相向而立的压电陶瓷换能器,其中一个在交流信号激励下发出平面超声波沿水平方向传至另一换能器表面反射,入射波和多次反射声波的迭加的结果使接收换能器输出一简谐交流信号,这一信号的幅值随接收换能器相对声源的位置改变而变化,当接收换能器测得两相邻的极大值时,接收换能器所处位置的距离正好是该声波的半波长,利用激励信号的频率和波长,即可算出当前环境下的声速。如图1所示。在测量过程中,接收换能器接收到的信号的振幅随接收换能器远离发射换能器而逐渐变小。也就是说,声音随传播的距离变大声强变小了,在具体的实验中这个变化的规律如何是本文要探讨的问题。2声速测
3、定中声强的综合衰减系数声音在传播过程中会衰减,声波反射也会衰图1声速测定示意图减;加上换能器发出的声波也不可能是一个平面波,两换能器的不共轴以及固有频率很难完全一致等,这些都是造成声强衰减的因素。由于影响声强衰减的因素众多,也很难对某一因素对其衰减做一一的测定,因此只能对所使用的系统声强的衰减做一综合的分析。因此定义为测量系统的声强综合衰减系数。收稿日期:2004-10-14—25—3系统的声强综合衰减系数的测定如图1所示,把声速测定实验中观察接收换能器输出波形的示波器上并接一数字交流毫伏计,通过观察波形极大和极小时读取接收换能器输出的电
4、压值及其相应的位置如表1所示。根据测得数据作U2X图如图2所示,从图中可见数据点的分布基本符合指数函数的规律。用指数函数趋势线拟合,各数据点基本上分布在指数衰减曲线上。据此对所测各电压值取对数,如表1中所列。计算数据列LnU和数据列X的相关系数γ=-0.99477,由此可以基本断定LnU与X是线性相关的,作LnU2X图(如图3所示),各数据点的分布基本为一直线。从图2的指数函数趋势线的方程和图3的线性拟合方程中都可以得知系统的综合衰减系数为-0.0292/mm。4结束语通过以上的讨论,可以得到这样的结论:对于一个声速测定系统声音在传播过程
5、中,都有其声强衰减综合系数。因此在声速测定实验中,可根据需要充实实验内容,达到更好的实验教学目的。表1接收换能器位置与信号关系x/mmU/VlnU9.7123.61581.2853113.8923.23971.1754818.4362.77561.0208722.8112.25670.8139027.1091.96010.6730031.5671.77210.5721735.9741.53930.4313341.4601.27520.2431045.3921.14160.1324349.8501.06560.0635453.6120.94
6、55-0.0560457.8180.9062-0.0985062.4300.7887-0.23737—26—图2接收换能器输出电压与位置关系图3电压的对数与换能器位置的关系参考文献[1]杨述武主编.普通物理实验.(一)力学及热学部分.高等教育出版社,2000[2]陆申龙、郭思有.热学实验.上海科技出版社,1986DETERMINATIONOFTHESYNTHETICATTENUATIONCOEFFICIENTOFSOUNDINTENSITYINSOUNDVELOCITYMEASURINGZhangQingLiZhuofanWangXiao
7、huai(DepartmentofPhysics,HanshanNormalCollege,Chaozhou,521041)Abstract:Theattenuationofsoundintensityinthespeedofsoundmeasurementisanalyzedinthispaper.Thetestmeanstomeasurethesyntheticattenuationcoefficientisintroducedandtheexperimentalresultisgivenout.Keywords:soundveloc
8、itymeasuring;ultrasonictransducer;soundintensity;syntheticattenuationcoefficient.—27—
