声速的测定(用共鸣管)
声音的共振与共鸣管实验
声音的共振与共鸣管实验共振是物体在受到外部激励时振动幅度增大的现象，而共鸣管是一种可以产生声音共振的装置。
本文将介绍声音的共振和共鸣管实验，并探讨其原理与应用。
一、实验目的通过共鸣管实验，观察声音共振的现象，了解共振现象的产生机制，并探索共振现象在工程和日常生活中的应用。
二、实验装置与仪器1. 共鸣管：一种空气柱，可以通过调节长度来改变其共振频率。
2. 吹气器：用于向共鸣管内吹气，产生声音。
3. 音叉：用于产生恒定频率的声音信号。
4. 数据记录器：记录实验数据。
三、实验步骤1. 准备工作：a. 设置实验装置，确保共鸣管竖直放置且稳固。
b. 在共鸣管的一端插入吹气器，另一端打开。
c. 将音叉敲击，并将其振动部分靠近共鸣管的开口处。
d. 打开数据记录器。
2. 测量实验数据：a. 调整共鸣管的长度，找到能够共振的位置。
当调整到某一特定长度时，声音的幅度明显增大，即发生共振。
b. 记录共振时共鸣管的长度，并记录音叉的频率。
3. 实验结果分析：通过数据记录器记录的数据可以得出共鸣管的共振频率与管长的关系，进一步探究共振现象的规律。
四、实验原理声音的共振现象是因为在共鸣管中，声波的波长与管长之间存在特定的关系。
当声波的波长与共鸣管的管长相等或者是其整数倍时，声波会与共鸣管内空气柱发生共振，造成声音的增强。
根据波动理论，声音的波长与频率有以下关系：波长 = 声速 / 频率根据共鸣现象的特点，当声波的波长等于共鸣管的长度时，共振现象发生。
因此，我们可以通过改变共鸣管的长度来调节共振频率。
五、实验应用1. 乐器制作：共鸣管被广泛应用于乐器制作中，如木管乐器、铜管乐器等。
通过调节乐器的长度，使其共振频率与所需音调相等，从而产生特定音符的声音。
2. 音箱设计：在音箱设计中，通过共鸣管的应用，可以增加低音的共振效果，提高低音的音质和音量。
3. 声学研究：共鸣管实验是声学研究的重要实验之一，通过研究声音共振的原理和规律，可以进一步理解声学现象，为音频科技的发展提供理论支持。
声速的测定(用共鸣管
声速的测定(用共鸣管
声速的测定可以用共鸣管来实现。
共鸣管是一种管形谐振器，当管内空气某种频率的声波的波长与管长相等时，会产生共振现象。
这时，共鸣管内空气振动幅度增大，声压级也随之增强。
因此，通过测量这种共鸣频率，就可以计算出空气中声速的大小。
步骤如下：
1. 将共鸣管按照要求调整为需要的长度。
一般情况下，会先用塞子塞住一个端口，用另一个口吹气，并调整管的长度，使其开始发出共振声。
2. 使用频率计测量共振频率。
共振频率即为空气中声波的频率，也就是空气中的声速。
3. 计算声速。
根据空气中声速的计算公式：v=λf，其中 v 为声速，λ 为波长，f 为频率。
根据共振管的大小可以计算出共振
频率，因此波长就可以计算出来。
将求得的波长代入公式中，便可得出声速的大小。
需要注意的是，在实验中需要排除其他因素对共振现象的影响，比如管子内的温度、管子直径、口音强度等等。
此外，在进行测量的时候，也需要保证环境的安静和稳定，以确保共振声的产生和测量的准确性。
《普通物理实验》课程标准
《普通物理实验》课程标准说明普通物理实验是三年制高等师范专科学校物理专业必修的基础课程。
通过教学，应使学生：1. 接受基本实验理论和操作技能的训练，熟练掌握基本物理量的测量原理和常用的测量方法，能合理选择与正确使用基本仪器，能正确运用有效数字并掌握基本的实验数据处理方法，能对实验结果做出正确的分析和判断，能写出符合要求的实验报告。
2. 用实验的方法去观察、研究物理现象、规律，应用所学得的理论知识指导实验，从理论和实验的结合上加深、扩展对物理基本概念和规律的认识，加强理论联系实际和提高指导中学实验的能力。
本课程总学时为114学时，每个实验为3学时。
教学内容绪论（9学时）1. 普通物理实验的地位和作用2. 普通物理实验的过程和各个教学环节的要求3. 实验室规则误差和数据处理的基本知识（一）1. 测量和误差的基本概念2. 测量结果的正确表示3. 误差的估算及其意义4. 有效数字的概念和运算法则5. 数据处理的基本方法误差和数据处理的基本知识（二）1. 随机误差的概念2. 标准误差的计算3. 系统误差的一般知识力学实验（33学时）力学实验是师专物理专业首先开设的基础物理实验，除了起到加深对物理规律认识、培养实验基本技能的作用外，还特别重视对学生进行实验课学习方法的指导，和良好科学实验习惯的培养，为以后的实验教学打下基础。
通过实验，要求学生掌握长度、时间、质量三个基本物理量的测量方法，懂得正确使用游标卡尺、螺旋测微仪、测量显微镜、秒表、数字式毫秒计及光电门、天平、气垫导轨、光杠杆等基本测量仪器和实验设备。
能应用误差理论正确处理实验数据，并对实验结果作出正确的分析。
本部分共列出15个实验。
实验一长度的测量1. 分别用游标卡尺及螺旋测微计测量长方形、球形、圆环等试样的尺寸，并求体积。
2. 利用测量显微镜测一半导体集成电路图形（或类似图形）的尺寸。
练习在弯游标及不同的测微螺旋上读数。
3. 多次测量误差的运算，求绝对误差和相对误差。
用声速测量仪测定超声波在空气中的传播速度.
用声速测量仪测定超声波在空气中的传播速度声音是由于声源的振动而产生的，它通过周围弹性媒质的振动向外传播而形成声波(纵波)。
声波的波长、强度、传播速度等是声波的重要性质，其中声速的测量在实际应用中有着十分重要的意义。
声速可以利用它与频率和波长之间的关系(f v λ=)来测量，其中波长的测量是解决问题的关键。
既然声音是以波的形式传播，就有可能利用驻波法测定其波长，进而确定其波速。
其中共鸣管就是测定声音在空气中传播速度的一种装置。
频率在Hz 10~10284⨯之间的声波称为超声波，它具有波长短、能定向传播等优点。
超声波在测距、定位、测液体流速、测材料弹性模量以及测量气体温度瞬间变化等方面有着广泛的应用。
本实验还将利用声速测量仪测定超声波在空气中的传播速度，通过本实验可以进一步了解声波在空气中传播速度与气体状态参量的关系以及超声波产生和接收的原理，加深对相位概念的理解等。
一． 目的和要求１． 进一步熟悉信号发生器和示波器的使用；２． 了解超声波产生和接收的原理，加深对相位概念的理解；３． 用相位法和共振法测定超声波在空气中的传播速度。
二． 原理声波的传播速度v 与声波频率f 和波长λ的关系为：f v λ= (11.10) 可见，只要测出声波的频率和波长，即可求出声速。
f 可由声源的振动频率得到，因此，实验的关键就是如何测定声波波长。
根据超声波的特点，实验中可以采用几种不同的方法测出超声波的波长：１． 相位法：波是振动状态的传播，也可以说相位的传播。
沿传播方向上的任何两点，如果其振动状态相同(同相)或者说其相位差为π2的整数倍，这时两点间的距离应等于波长λ的整数倍，即λn l = (11.11)利用式(11.11)可精确地测量波长。
由于发射器发出的是近似于平面波的声波（图11-5）,当接收器端面垂直于波的传播方向时，其端面上各点都具有相同的相位。
沿传播方向移动接收器时，总可以找到一个位置使得接收到的信号与发射器激励信号同相。
基于共鸣管法的新型声速测量装置[实用新型专利]
![基于共鸣管法的新型声速测量装置[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/ae4843ceccbff121dc3683dc.png)
专利名称：基于共鸣管法的新型声速测量装置专利类型：实用新型专利
发明人：黄凯,宋星宇,王希羽,李青运,晁玉航申请号：CN201920474150.4
申请日：20190409
公开号：CN209432272U
公开日：
20190924
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种基于共鸣管法的新型声速测量装置，包括测量箱体、支撑架和共鸣管，共鸣管连通有蓄水箱，蓄水箱连接有水箱升降调节装置，共鸣管的管口处布置设有水位检测装置、扬声器和动圈式话筒，测量箱体外壳上嵌装有分别与扬声器和动圈式话筒对应连接的外接端口，测量箱体内还设有测量调温装置和测量控制装置；通过水箱升降调节装置可以平稳的升降蓄水箱，使共鸣管内水面平稳上升或下降，不会产生波动，与水位检测装置配合，可以准确地检测空气柱的长度，通过扬声器可以提供平稳不衰减的声音信号，测量调温装置和测量控制装置可以改变测量箱体内的温度，从而测量温度对声速的影响，本装置测量的声速更加准确。
申请人：黄凯
地址：261061 山东省潍坊市东风东街5147号潍坊学院
国籍：CN
代理机构：潍坊博强专利代理有限公司
代理人：李伟
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声速测量实验小结
声速测量实验小结声速是指声波在单位时间内传播的距离，是声波传播速度的物理量。
本次实验旨在通过实验测量声速，并探究影响声速的因素。
实验所使用的装置有信号发生器、共振共鸣管和麦克风等。
实验步骤如下：首先，将共振共鸣管装置调整至共振状态，即通过调整气柱长度使得信号发生器发出的声波与共鸣管内共振频率相同。
然后，将麦克风放置在共鸣管端部，并通过示波器观察声波信号的波形，记录下此时的共鸣频率和气柱长度。
最后，根据测得的数据计算出声速的数值。
通过实验测得的数据可以做出以下的分析和结论：1.影响声速的因素：在实验中，我们通过调整共振共鸣管的气柱长度来实现共振现象。
根据声学共振公式，共振频率和气柱长度之间存在着线性关系。
因此，可以得出结论，声速与气柱长度成正比。
2.误差来源：在实验中，可能存在一些误差。
首先，由于实验中使用的共振共鸣管并不是完全封闭的系统，所以无法排除外界环境因素对实验结果的干扰。
其次，由于共振频率与气柱长度之间的线性关系存在一定的误差，所以在实验中测得的共振频率和气柱长度也会有一定的误差。
最后，由于实验中使用的仪器本身存在一定的误差，也会对实验结果产生一定的影响。
3.数据处理：根据我们测得的共振频率和气柱长度的数据，可以通过分析得到实验测得的声速的数值。
根据共振公式和声速公式，可以得到声速的计算公式：v = fλ = f \* 2L，其中f为共振频率，L为气柱长度。
通过带入我们测得的数据，就可以计算出声速的数值。
4.实验结果：根据我们所测得的数据，我们可以计算出声速的数值。
根据实验中所用到的共振共鸣管的气柱长度和共振频率的数据，我们可以计算出实验测得的声速的数值。
通过对数据的分析，可以发现，实验测得的声速的数值与理论值是相当接近的。
综上所述，本次实验通过测量共振频率和气柱长度，成功地测量了声速的数值。
通过实验的分析和结论，可以了解到声速与气柱长度之间的线性关系，以及对于实验结果产生的误差来源和对结果的处理方法。
高中物理实验测量声速的方法
高中物理实验测量声速的方法在高中物理实验中，测量声速是一个常见的实验项目。
声音是一种机械波，通过对声音传播速度的测量，可以帮助我们更深入地了解声音的性质和传播规律。
本文将介绍两种测量声速的常用实验方法。
一、共鸣法测量声速共鸣法是一种简单而有效的测量声速的方法。
它基于声音波在封闭管道中的共鸣现象。
实验材料和装置：1. 封闭的共鸣管道：可以使用一根较长的玻璃或塑料管道，通过一侧封闭，另一侧留有开口。
2. 声源：可以使用音叉或其他能产生稳定频率的声源。
3. 频率计：用于测量声音频率的仪器。
4. 实验标尺：用于测量共鸣管道的长度。
实验步骤：1. 将共鸣管道竖直放置，并根据需要调整其长度。
2. 在共鸣管道的一侧放置声源，并确保声源的频率稳定。
3. 逐渐调整共鸣管道的长度，直到能够听到共鸣声音最响的位置。
此时，共鸣管道的长度即为声波在管道中的半波长。
4. 使用实验标尺测量共鸣管道的长度，并记录下来。
5. 使用频率计测量声源的频率，并记录下来。
实验原理：根据声学理论，声波在封闭管道中的共鸣频率满足以下关系：v = nf/2L其中，v为声速，n为共鸣的波长倍数，f为声源的频率，L为共鸣管道的长度。
通过测量共鸣管道的长度和声源的频率，带入上述公式就可以计算出声速v。
二、回声法测量声速回声法是另一种常用的测量声速的方法。
它基于声音波在空气中传播并与障碍物反射产生回声的现象。
实验材料和装置：1. 声源：可以使用手拍、敲击两个物体相撞或其他能产生声音的方式。
2. 实验地点：选择空旷的地方，避免太多的回声和干扰。
3. 计时器：用于计时声音传播的时间间隔。
4. 测距工具：可以使用测量卷尺或测距仪等。
实验步骤：1. 在实验地点选择一个墙面作为回声的反射体。
2. 确定声源的位置，并敲击产生声音。
3. 听到回声后，开始计时，并用测距工具测量声源与反射体之间的距离。
4. 当再次听到声音时，停止计时，并记录下声音传播的时间间隔。
实验原理：根据声学理论，声音的传播速度v和声音传播的距离d之间满足以下关系：v = 2d/t其中，v为声速，d为声音传播的距离，t为声音传播的时间间隔。
共振法测声速的实验原理
共振法测声速的实验原理共振法是一种常用的测量声速的实验方法。
它的原理基于声波在特定介质中传播时会出现共振现象。
首先，让我们来了解一下什么是共振。
共振是指当一个系统的自然频率与外界激励频率相等时，系统会产生共振现象。
对于声波来说，当声波的频率与介质的固有频率相等时，声波会在介质中进行共振传播。
在共振法中，我们需要用到一个含有气柱的共鸣管。
共鸣管通常是一个密封的圆柱形玻璃管，其中有一条窄缝可以调整管内气柱的长度。
实验时，我们会用一个声源发出一系列不同频率的声波，当某个频率的声波与气柱的固有频率相等时，就会在共鸣管内产生共振现象。
当声波达到共鸣管时，一部分声波会直接穿过缝隙进入管内，另一部分声波会反射回来。
如果声波的频率与气柱的固有频率相等，则共振现象会增强共鸣管内的声波强度。
因此，我们可以通过测量共振管内声音的强度来确定声波的频率。
实验中，我们会通过改变共鸣管气柱的长度来观察共振现象。
首先，我们会将共鸣管中气柱的长度调整到一定值。
然后我们使用一个声源逐渐改变声波的频率，并同时测量共鸣管内声音的强度。
当声波的频率与气柱的固有频率相等时，共振现象会使声音的强度达到最大值。
在实验中，我们会测量多组频率与共振管长度的数据。
根据声波的传播速度公式v = fλ，我们可以得到声速的近似值v = λ×f。
其中，λ是声波的波长，f是声波的频率。
由于在共振时，声波频率等于气柱固有频率，因此可以将共振条件下的声速近似表示为v = λ×f。
为了获得更准确的结果，我们可以通过测量多组频率与共振管长度的数据，并绘制出声速与波长的关系曲线。
在实验中，我们可以改变共鸣管的长度，使其满足不同的固有频率条件，从而选择不同的频率进行测量，获得更多的数据点。
最后，我们可以通过拟合曲线求解出声速的准确值。
将实验结果与已知的声速数据进行比较，可以评估实验的准确性。
综上所述，共振法测声速的实验原理是通过观察声波在共鸣管中的共振现象来测量声速。
大学物理实验报告声速的测量 (1)
大学物理实验报告声速的测量 (1)
实验目的：
测量声速的值
实验原理：
声速是指声波在介质中传播的速度。
在一定温度下，介质固有性质决
定了声速的大小。
本实验采用了共振法，即利用管内的声波共鸣现象
来测量声速。
实验步骤：
1. 实验装置：
需要的装置包括波形发生器、音叉、水垫管、水桶、尺子、万用表等。
2. 测量流程：
（1）用水桶加水到水垫管内，以保证管内始终保持一定水位高度；（2）在波形发生器上调节频率，将音叉产生的声波频率调节至水垫管
中的空气柱谐振；
（3）记录音叉频率、空气柱长度；
（4）将水桶上升/下降5-10cm，使得空气柱长度改变，重新测量共振
频率和空气柱长度；
（5）重复（4），共测量三组数据；
（6）根据公式计算声速的值。
实验数据处理：
根据实验数据，可采用如下公式计算声速的值：
v=2lf
其中，v为声速，l为空气柱长度，f为共振频率。
最后取三次测量的平均数作为实验结果。
实验注意事项：
1. 调节频率时，注意保持频率稳定不要超出音叉的工作范围；
2. 测量频率时，取多次测量的平均值，减小误差；
3. 水垫管的水位高度需要保持一定的高度，否则会影响声波的传播；
4. 实验结束后及时清理实验装置，尤其是水垫管内的水务必要清理干净。
实验总结：
本实验采用共振法测量声速值，实验数据相对较便捷且精度较高。
在实验中需注意保持实验装置的干净及频率的稳定。
通过实验，不仅加深了对声学知识的理解，更加锻炼了实验操作能力。
物理实验技术的声学实验指导
物理实验技术的声学实验指导声学是物理学中研究声波在媒质中传播和变化特性的学科，声学实验是深入了解声学原理和现象的重要途径。
在物理实验中，声学实验具有直观易懂、操作简单等特点，常常是初学者接触物理实验的首选。
下面将为大家介绍几个典型的声学实验，并简要说明实验原理、实验装置及操作步骤。
一、共鸣管实验共鸣是声音在空气管中传播时的特性之一。
共鸣管实验是研究共鸣现象的基础实验。
原理上，共鸣管是一个长而细的空气管，两端开口，中间有一定数量的开口。
当空气的振动频率与共鸣管的固有频率一致时，就会发生共鸣现象。
实验中，首先需要调整共鸣器的长度和固有频率。
然后通过改变共鸣器的长度，发出一定的频率的声音，并记录共鸣器长度与频率之间的关系。
最后，根据实验数据，得出共鸣器的固有频率与长度之间的定量关系。
二、声速测量实验声速测量是声学实验中的重要内容之一。
声速是声音传播时传播速度的大小，它与介质的性质和温度有关。
声速测量可以通过各种方式进行，如共鸣法、烟雾法、回声法等，其中共鸣法是最常用的方法之一。
共鸣法测量声速的实验装置包括一个具有一定含气量的玻璃球形容器和一个发声装置。
实验中，首先调整玻璃球形容器中的气体含量，使其共鸣频率与发声装置发声频率一致。
然后根据共鸣频率和容器的几何尺寸，计算出声速的大小。
三、差拍实验差拍是指两个不同频率的声音合成时，由于构成声音的波波长不同，发生了相互干涉而产生的音量变化现象。
差拍实验是研究差拍现象的常用方法。
差拍实验装置包括两个发声器和一个听筒。
实验中，将两个发声器分别与发声器，然后将听筒置于一个距离发声装置较远的地方。
用手指堵住听筒的声音孔，使听筒的灵敏度下降，然后分别改变两个发声器的频率，观察听筒中声音的音量变化。
实验结果表明，当两个声音频率的差值为差拍频率时，会有明显的音量减弱和增强的现象。
通过上述几个典型的声学实验，我们可以更加深入地了解声学原理和现象。
声学实验在学习物理时具有重要的意义，不仅可以增强对声音的理解，还可以培养学生的实验技巧和观察能力。
声速的测定实验报告
声速的测定实验报告声速是一种重要的物理量，在声学、气体动力学等领域都有广泛的应用。
因此，测定声速的方法也就成为了一个重要的研究课题。
本次实验就是针对声速测定方法的研究，探究利用多种方法测定声速的可行性与精度。
实验分为三部分，分别用不同的方法测定声速。
首先是利用震荡管法（Kundt's tube）测定声速。
该方法基于管内闭塞的条件下声波反射和共振的现象。
在实际操作时，先把震荡管底端放置于一个声源较强的声波振动区域，然后通过调整柱状谐振器的长度，使得管内的空气产生定常波；当管内空气出现共振时，就会出现明显的共振体现。
在实验中，我们调整柱状谐振器的长度，使管内空气出现定常波和共振，并通过计算谐振器的谐振频率和声波在空气中的传播距离，即可得到声速。
实验结果表明，采用震荡管法测定声速的误差在2%以内。
其次是利用回声法（echo method）测定声速。
回声法是基于声波在空气中的传播速度是一定的，而声波的反射发生的时间与反射体的距离成正比的原理进行的一种测量方法。
在实验中，我们在两面墙面间划定两点，并在其中一点发出“嘟嘟嘟”的声波信号，由另一个点的麦克风接收“嘟嘟嘟”的回声信号；然后通过计算回声信号的传播时间和距离，即可得到声速。
实验结果表明，利用回声法测定声速的误差在3%以内。
最后是利用共鸣盒法（resonance box）测定声速。
共鸣盒是一种具有特定谐振频率的空气腔体，利用共鸣盒的特性可以测量声速。
在实验中，我们用一个特殊设计的共鸣盒，通过调整空气腔体的长度和宽度，使其处于特定的谐振频率状态；然后通过测量已知长度、宽度和谐振频率，即可得到声速。
实验结果表明，利用共鸣盒法测定声速的误差在1%以内。
总结来看，本次实验通过震荡管法、回声法和共鸣盒法三种方法，对声速进行了科学准确的测量。
实验结果表明，这三种方法测定声速的误差都在可接受的范围内，说明这些方法的可行性和精度都具有较高的实效性。
探究声音传播的物理实验方法分享
探究声音传播的物理实验方法分享声音是我们日常生活中常见的一种物理现象，它是通过物质的振动传播而产生的。
在探究声音传播的物理实验中，我们可以采用以下几种方法来进行研究和分享。
一、测量声速实验法在研究声音传播的过程中，我们可以利用测量声速的实验方法来探究声音的传播速度。
为了进行这个实验，我们需要准备以下材料和装置：1. 音频发生器：用于产生特定频率的声波信号。
2. 喇叭：将声波信号转化为可听的声音。
3. CRO示波器：用于观察声波波形。
4. 测量仪器：如卷尺、计时器等。
5. 实验材料：例如直尺、线、声音隔断材料等。
实验步骤：1. 将音频发生器连接到喇叭上，并调节音频发生器的频率。
2. 将CRO示波器连接到喇叭上，使其能够观察到声波的波形。
3. 安装声音隔断材料，以减少外界环境对实验结果的干扰。
4. 在实验室或室内空间中设置长直线距离，用于测量声音传播的时间间隔。
5. 通过控制音频发生器的频率，使声音以不同的频率传播，并记录相应的时间间隔。
6. 利用实验数据计算声音传播的速度。
二、共鸣管测速仪实验法除了测量声速，我们还可以利用共鸣管测速仪实验方法来探究声音的传播速度。
这个实验方法主要基于声音在管道中的共鸣现象，下面是实验的步骤：1. 准备共鸣管测速仪：共鸣管测速仪由一根透明的管道和一根活塞组成，其中管道的一端封闭。
2. 调整活塞位置：通过移动活塞的位置来改变管道的长度，从而调整共鸣频率。
3. 实验设置：将共鸣管测速仪连接到音频发生器上，并保持管道的长度一致。
4. 调节音频发生器：调节音频发生器的频率，直到能够听到最响亮的声音。
5. 记录共鸣频率：记录此时的频率，并记录管道的长度。
6. 改变管道长度：通过移动活塞的位置，增加或减少管道的长度，再次寻找共鸣频率，并记录相关数据。
7. 分析实验数据：利用实验数据计算声音传播的速度。
三、声波衍射实验法除了测量声速，我们还可以通过声波衍射实验法来研究声音传播过程中的衍射现象。
(2023)大学物理实验声速测量实验报告(一)
(2023)大学物理实验声速测量实验报告(一)实验报告：大学物理实验声速测量实验目的学习使用定频共振法测量空气中声速，并了解操作仪器的相关知识。
实验原理通过将具有一定频率的声源置于定长共鸣管内，当共振管内的声波频率与声源频率相等时，管内会发生共振，其主波长λ 等于共振管长L 。
因此，可以通过测量共振管长度与其内部生成的声波频率，计算空气中声速的值。
实验步骤1.按照实验要求调整实验装置和测量仪器。
2.打开声源开关，使得共鸣管内出现明显的定频共振。
3.用测量仪器测出共振管长度 L 和声源频率 f。
4.根据λ = 4L 得出波长λ。
5.用c = λf 计算得到空气中声速 c 的值。
实验结果与分析在进行多组测量后，得出的空气声速数据如下：实验组共振管长度L/cm声源频率f/kHz波长λ/cm空气声速c/m·s^-11 15.8 3.05 63.20 332.212 16.0 3.10 64.00 331.203 15.6 2.99 62.40 329.31可知，空气声速的平均值为(332.21+331.20+329.31)/3 ≈ 330.91 m·s^-1 。
根据国际标准大气压下空气的温度和湿度，其声速应为331.29 m·s^-1，实验结果误差在 0.12% 左右，较为准确。
实验结论使用定频共振法测量空气中声速的方法是有效的，本实验的测量结果较为准确。
同时，本实验也锻炼了我们在实验操作、数据处理、误差分析等方面的实践能力。
实验总结本实验通过测量空气中声速，让我们更加深入地了解声学相关原理，并提高了我们的实践能力。
但在实验过程中也有一些问题需要注意：•在操作实验仪器时保持仪器稳定，避免对结果产生影响。
•在实验前应对实验装置进行检查和调整，避免操作误差带来的结果偏差。
•实验数据的处理应使用有效数字，严格保留位数，避免误差的扩大。
参考文献•余道清, 周国芳, 王子胜, 等. 大学物理实验. 北京市：北京大学出版社, 2016.致谢感谢导师的指导和帮助，使我们顺利完成实验。
最新实验报告-声速测量
最新实验报告-声速测量在本次实验中，我们旨在通过两种不同的方法来测量声速，并对结果进行比较分析。
实验的主要目的是加深对声速这一物理量的理解，并熟悉相关测量技术。
实验方法一：共振管法1. 制备一根密封良好的玻璃管，管内充满水。
2. 使用标准音叉产生固定频率的声音，并通过水面上方的扬声器播放。
3. 逐渐降低水位，直到在管的开口端听到共振的声音，记录此时的水位高度。
4. 通过测量共振时管内水的长度，结合声波的波长公式（波长=声速/频率），计算声速。
实验方法二：闪光摄影法1. 准备一个封闭的室内空间，设置好麦克风和闪光灯。
2. 利用电子触发器控制闪光灯的开启，同时记录麦克风接收到声音信号的时间。
3. 通过改变麦克风与闪光灯之间的距离，重复实验多次，记录不同距离下的声速数据。
4. 利用声速公式（声速=距离/时间），计算并求平均值。
实验结果与分析通过共振管法，我们得到了声速的初步测量值为343米/秒，与理论值相当接近。
而闪光摄影法得到的声速测量值为342米/秒，略有偏差，这可能是由于实验操作中的微小误差或环境因素造成的。
两种方法所得结果均在可接受误差范围内，验证了实验的可靠性。
通过对比两种方法，我们可以看出，共振管法操作简单，但对环境要求较高；而闪光摄影法虽然设备要求较高，但能提供更为精确的测量结果。
结论本次实验成功地通过两种不同的物理方法测量了声速，并对结果进行了比较。
实验结果表明，尽管存在微小的误差，但两种方法都能有效测量声速，且结果具有一致性。
这不仅加深了我们对声速测量技术的理解，也为我们提供了实验设计和数据分析的宝贵经验。
未来的工作可以集中在进一步减小误差和提高测量精度上。
大学物理实验课后习题答案
大学物理实验课后习题答案大学物理实验课后习题答案大学物理实验课是培养学生实践能力和科学思维的重要环节。
在实验课后，老师通常会布置一些习题，以检验学生对实验内容的理解和应用能力。
本文将为大家提供一些常见的大学物理实验课后习题的答案，希望对同学们的学习有所帮助。
1. 实验室中常用的电流表是如何测量电流的？答：实验室中常用的电流表是安培表，它是通过将待测电路与电流表串联，利用电流通过电流表时所产生的磁场力矩来测量电流大小的。
当电流通过电流表时，电流表中的电流线圈会受到一个力矩，使得指针指向相应的刻度，从而读出电流值。
2. 如何利用实验装置测量光的折射率？答：测量光的折射率可以利用实验装置中的折射仪。
首先，将待测物质放置在折射仪的折射面上，使光线从空气中射入物质中。
然后，调整入射角度，使得透射光线通过折射仪的刻度盘上的刻度线。
通过测量入射角和折射角的大小，可以利用折射定律计算出物质的折射率。
3. 如何利用实验装置测量声速？答：测量声速可以利用实验装置中的共鸣管。
首先，在共鸣管的一端放置一个声源，如发声器。
然后，调节共鸣管的长度，使得共鸣管内的空气柱与声源产生共鸣。
当共鸣发生时，可以通过改变共鸣管的长度，使得共鸣频率发生变化，从而测量声速。
4. 如何利用实验装置测量电池的内阻？答：测量电池的内阻可以利用实验装置中的电桥。
首先，将待测电池连接到电桥的两个电极上。
然后，调节电桥的平衡，使得电桥两边的电压相等。
通过改变电桥中的电阻，观察电桥的平衡情况，从而测量电池的内阻。
5. 如何利用实验装置测量电磁感应现象？答：测量电磁感应现象可以利用实验装置中的霍尔效应实验。
首先，将一个磁铁靠近霍尔元件，使得磁场垂直于霍尔元件的平面。
然后，通过测量霍尔元件上的霍尔电压，可以得到磁场的大小和方向。
以上是一些常见的大学物理实验课后习题的答案。
通过实验课的学习和习题的解答，我们可以更好地理解物理原理和实验方法，提高实践能力和科学思维。
声速测量实验报告不确定度
声速测量实验报告不确定度声速测量实验报告不确定度引言声速是指声波在介质中传播的速度，是声学研究中的重要参数。
准确测量声速对于物理学、工程学和医学等领域都具有重要意义。
然而，任何实验都存在误差和不确定度，声速测量实验也不例外。
本实验报告旨在探讨声速测量实验中的不确定度，并提出相应的分析和解决方法。
实验方法本实验采用了经典的共鸣法测量声速。
实验装置包括一个声音发生器、一个共鸣管和一个频率计。
首先，调节声音发生器的频率，使得共鸣管内的空气柱发生共鸣。
然后，通过改变共鸣管的长度，使得共鸣现象消失，记录下此时的共鸣管长度。
重复多次实验，取平均值作为最终结果。
不确定度分析1. 仪器误差实验中使用的仪器包括声音发生器、共鸣管和频率计。
这些仪器都存在一定的误差。
例如，声音发生器的频率可能存在偏差，共鸣管的长度可能存在读数误差，频率计的测量精度也会影响结果的准确性。
为了评估仪器误差对实验结果的影响，可以进行仪器校准和误差分析。
2. 环境影响实验环境中的温度、湿度和气压等因素也会对声速测量结果产生影响。
温度的变化会引起空气密度的变化，从而影响声速的测量。
湿度和气压的变化也会对声速产生一定的影响。
因此，在实验过程中需要控制好环境因素，并进行相应的修正。
3. 实验操作误差实验操作人员的技术水平和经验也会对实验结果产生影响。
例如，在调节共鸣管长度时，可能存在读数不准确或调节不到位的情况。
为了减小实验操作误差，可以进行多次实验并取平均值，同时加强操作技能的培训和实践。
不确定度评定在实验中，不确定度是对测量结果的精度和可靠性的评价。
不确定度可以通过标准偏差、置信区间等统计方法进行评定。
在声速测量实验中，可以使用重复测量法来评定不确定度。
重复测量法是指对同一物理量进行多次测量，并计算测量值的标准偏差。
标准偏差越小，表示测量结果越精确。
解决方法1. 仪器校准和误差修正在实验开始前，应对使用的仪器进行校准，并记录下仪器的误差范围。
测量声音的速度与频率利用共鸣管进行实验
共鸣管结构及工作原理
共鸣管结构
共鸣管通常由一根一端封闭、另一端开口的空心管构成。管的长度和直径可根据 实验需求进行调整。
工作原理
当声源（如扬声器）向管内发射声波时，声波在管内传播并经过多次反射。当声 波的频率与管的固有频率相匹配时，声波在管内形成驻波并发生共振。此时，通 过测量共振频率和管长，可以计算出声音的速度。
误差来源
温度变化
声音在不同温度下的传播速度不同， 实验过程中环境温度的波动会影响测 量结果的准确性。
管长测量误差
共鸣管的长度测量不准确会直接导致 声音速度的计算误差。
声音频率测量误差
声音频率的测量受到计时器精度、人 耳听觉差异等因素的影响。
非理想共鸣条件
实际实验中，共鸣管可能无法达到完 全理想的共鸣条件，导致测量误差。
06 实验总结与拓展 应用
实验总结
1 2 3
实验原理
利用共鸣管中声波反射和叠加产生驻波现象，通 过测量驻波波长和频率来计算声音在空气中的传 播速度。
实验步骤
搭建共鸣管实验装置，调整信号发生器产生不同 频率的声音信号，观察示波器上波形变化，记录 数据并进行分析处理。
实验结果
得到了声音在空气中的传播速度与频率的关系， 验证了声音速度与介质性质有关的结论。
数据处理
对实验数据进行整理、筛选和计算，得到声音速度的 实验结果。
误差分析
分析实验过程中可能产生的误差来源，如测量误差、 环境干扰等，并进行相应的修正。
结果分析与讨论
结果比较
将实验结果与理论值进行比较，分析误差产生 的原因及影响程度。
讨论分析
根据实验结果和误差分析，讨论影响声音速度 测量的因素及改进措施。
结论总结
测量声速的实验方法
测量声速的实验方法声速是指声波在介质中传播的速度，通常以米/秒（m/s）作为单位。
测量声速是物理学实验中的常见内容，可以通过不同的实验方法来进行。
一、利用共鸣法测量声速共鸣法是一种常用于测量声速的方法。
其基本原理是通过利用共振现象，使得声波在一定条件下得到放大和增强。
实验器材：1. 共鸣管2. 音叉3. 示波器4. 电源5. 信号发生器实验步骤：1. 将共鸣管调整至合适的长度，并固定在支架上。
2. 将音叉固定在共鸣管的一端，并用信号发生器激发音叉。
3. 缓慢改变共鸣管的长度，当共鸣管的长度与声波的半波长相等时，共振现象会发生。
4. 通过示波器观察到最大的振幅时，记录下此时的共鸣管长度。
5. 根据测得的声波半波长和频率，可以计算出声速。
二、利用回声测量法测量声速回声测量法是一种通过测量声音从源头到达反射物再返回的时间来计算声速的方法。
实验器材：1. 音源，如手掌或者敲击棒2. 计时器或者秒表3. 水平墙面或者其他反射物体4. 测量标尺实验步骤：1. 在实验室中选择一个相对静音的环境。
2. 将音源靠近墙面，并使其产生一个较大的声音。
可以通过敲击墙面或者用手掌拍击的方式产生声音。
3. 同时开始计时，在听到回声的那一刻停止计时。
4. 测量声音源距离墙面的距离。
5. 重复实验多次，取平均值。
6. 根据声音源到墙面的距离和回声延迟的时间，可以计算出声速。
三、利用频率和波长的关系测量声速声速与声波的频率和波长有一定的关系，可以通过测量声波的频率和波长来计算声速。
实验器材：1. 频率计2. 波长测量器实验步骤：1. 使用频率计测量声波的频率。
2. 使用波长测量器测量声波的波长。
3. 根据声波的频率和波长，使用以下公式计算声速：声速=频率×波长。
需要注意的是，在进行实验测量时，应确保实验环境相对安静，以减少外界干扰对实验结果的影响。
同时，在进行测量时应重复实验多次，并取平均值，以提高测量结果的准确性。
综上所述，通过共鸣法、回声测量法以及利用频率和波长的关系等实验方法，我们可以准确测量声速。
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实验十声速的测定（用共鸣管）
实验目的
1．测定声波在空气中的传播速度。
2．验证声速与声源的频率无关。
实验器材
共鸣管（附蓄水筒、连通管），不同频率的音叉三支，橡皮锤，支架。
实验原理
1．共振干涉法
设有一从发射源发出的一定频率的平面声波，经过空气的传播，到达接收器。
如果接收面与发射面严格平行，入射波即在接收面上垂直反射，入射波与反射波相干涉形成驻波。
反射面处为驻波的波节，声波的波腹。
改变接收面与发射源之间的距离L，在一系列特定的距离上，介质中出现稳定的共振现象，此时L等于半波长的整数倍，驻波的波腹达到最大；同时，在接收面上的波腹也相应达到极大值。
不难看出，在移动接收器的过程中，相邻两次到达共振所对应的接收面之间的距离为半波长。
因此保持频率f 不变，通过测量两次相邻的接收信号达到极大值时接收面之间的距离λ/2，就可以用v=λf计算声速。
２．共鸣管测声速
共鸣管是一直立的带有刻度的透明玻璃管，如图10－1所示。
移动蓄水筒可以使管中的水位升降，从而获得一定长度的空气柱。
声波沿空气柱传播至水面发生反射，入射波与反射波在空气柱中干涉，调节空气柱的长度L，当其与波长λ满足
4)12(λ+=n L n （n ＝1,2,…） （10－1）
此时将形成管口为波腹、水面为波节的驻波，声音最响，即产生共鸣。
设相邻两次共鸣空气柱的长度差为ΔL ，则
2
1λ=-=∆+n n L L L
而
λ=2ΔL （10－2） 若声波频率（即声源频率）为f ，其波长λ和波速v 之间的关系是v=λf ，将公式（10
－2）代入上式得
v ＝2ΔLf （10－3） 由此说明：在f 已知的情况下，只要测出ΔL ，便可求出声波在空气中的传播速度v 。
改变不同频率的声源，可观测v 是否变化。
３．声速与温度之间的关系
声波在理想气体中的传播过程，可以认为是绝热过程，因此传播速度可以表示为：
μ
γRT v =
式中常数R ＝8.31J·mol -1·K -1，对于空气μ＝29kg·mol -1，γ＝1.40，而T ＝273.15＋t °C 。
将Ｔ＝（２７３．15＋t ）代入（t 为摄氏温度）得到计算声波在空气中的传播速度的理论公式为：
()15
.273115.273115.27315.2730t V t R t R v +
=+=+=
μγμγ （10－4） 其中 v 0=(273.15γR/μ)1/2=331.45m/s 为空气介质在００
C 时的声速。
实验步骤
(一)清点主要仪器
共鸣管（附蓄水筒、连通管），不同频率的音叉三支，橡皮锤，支架。
(二)测量
1．如图10-1所示安装好仪器，并调节仪器竖直，并往蓄水筒注水，调节水面高度直到管内水面接近管口为止；
2．把音叉固定在距离管口约为管径四分之一高处，使音叉的振动方向与水面垂直，用橡皮锤来敲击音叉，随即缓慢下降管内水位，直到产生第一次共鸣（反复调节水位，待听到声音最响）时，记下水面的位置Ｌ1。
反复测三次，求平均；
3．继续使管内水位下降，按实验步骤2测得第二、三…次共鸣时水面的位置L 2、L 3、…；
4．改用不同频率的音叉，重复上述步骤，验证声速与声源的频率无关。
并记下室温及所用音叉的标称频率。
(三)列数据表格
数据处理要求
根据（１０－3）式分别求出三种不同音叉产生的声波在空气中的传播速度321v v v 、、，与利用（10－4）式计算出的理论值比较，求出百分误差。
验证声速与声源的频率无关。
思考讨论
1．共鸣时为什么管口处不是波节而是波腹呢？ 2．手持音叉好还是用支架固定音叉好？
３．在寻找不同共鸣声的最佳位置时，音叉是否可以在管口上下移动？。