实验 超声波传播速度的测量.doc

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1、福建农林大学物理实验要求及原始数据表格实验超声波传播速度的测量专业___________________学号___________________姓名___________________一、预习要点1.声波的传播速度应如何计算，实验中应测量哪些物理量才能得到声速值？2.测量每个物理量需要利用的原理是什么？3.声速的理论值应如何计算？二、实验内容1.连接声速测定仪，信号源和模拟示波器；2.选择信号源产生的电信号的频率范围（档位选择5K－50K），调节信号源产生的电信号的频率值，当示波器上波形的幅值最强时，记录相应的频率值，重复测量5次（该频率值的范围为34k

2、Hz~40kHz）；测量后计算出频率的平均值，并利用平均值来测量波长；3.共振干涉法测量波长：旋转声速测定仪上的手轮，每当示波器上波形的幅值最强时，记录相应的刻度值，连续记录6次；4.相位比较法测量波长；将示波器置于X-Y工作模式以观察李萨如图形，每当示波器上出现斜率符号相同的直线时，记录相应的刻度值，连续记录6次；5.记录实验时的室温，以计算室温下声速的理论值。三、实验注意事项1.旋转声速测定仪上的手轮时，必须沿着同一个方向旋转，避免产生空程差，并能保证数据是连续的；但驻波法与相位法之间方向相反是可以的；2.在求波长时采用的是数据之间的差值（即用逐差法计算波长），

3、因此表2的起点是任意的；但由于换能器之间距离越远则导致能量损失越大，且干扰增多，因此建议在10~100mm之间完成实验；3.测量读数由标尺的读数与手轮的读数共同构成，读数原理类似于螺旋测微器，要估读到最小分度值的下一位。四、原始数据记录表格组号________同组人姓名____________________成绩__________教师签字_______________表1测量系统的谐振频率_______________kHz12345平均值表2测量波长_______________mm测量方法123456驻波法相位法2福建农林大学物理实验要求及原始

4、数据表格五、数据处理要求1.求出超声波的频率、波长以及传播速度的标准表达式；2.求出室温下声速的理论值，并比较两种方法的误差大小。【参考公式】1.求解频率标准表达式的计算过程：；；；2.求解波长标准表达式的计算过程（需要用到逐差法）：共振干涉法：，相位比较法：之后的计算步骤与求频率相同；3.求解速度值标准表达式的计算过程：；4.室温下的理论值：，其中5.相对误差的计算；注意：由于测量波长使用两种方法测量，因此波长值，速度值，相对误差，均应分别计算两次。六、数据处理注意事项1.计算步骤应详细，每一步都要有原始公式，数据代入过程和结果；计算过程中，得出的结果应多取几位有

5、效数字，在写出标准表达式时，再对有效数字按规则进行修约；2.计算结果应包含数值和单位。七、思考题1.实验中，如果用驻波法测量，是每隔__________个波长记一次数，如果用相位法测量，是每隔__________个波长记一次数；若声波的频率值为36.000KHz时，声速测定仪的标尺第一次读数为60.650mm，第二次读数为70.050mm，则此时采用的是_______________。2.在你的实验中，哪种方法测得的声速更接近于理论值？分析实验中可能产生误差的原因。2