声速的测定实验
声速的测量实验报告及数据处理
声速的测量实验报告及数据处理一、实验目的与原理1.1 实验目的为了研究声速的测量方法，我们进行了一次声速的测量实验。
通过实验，我们希望能够了解声速的定义、测量原理以及影响声速的因素，从而为实际应用提供理论依据。
1.2 实验原理声速是指在某种介质中，声波传播的速度。
声音是由物体振动产生的机械波，当这种振动传播到介质中时，会引起介质分子的振动，从而形成声波。
声波在介质中的传播速度与其内部分子的振动速度有关，而分子的振动速度又受到温度、压力等因素的影响。
因此，声速的测量实际上是测量介质中分子振动速度的过程。
二、实验设备与材料2.1 设备本次实验使用的设备包括：声源(用于产生声波)、麦克风(用于接收声波)、计时器(用于计算声波传播时间)、数据处理软件(用于分析实验数据)。
2.2 材料实验所使用的材料包括：水、玻璃、铝箔等。
这些材料都是常见的介质，可以用于测量声速。
三、实验步骤与数据处理3.1 实验步骤1) 将水倒入一个透明的容器中，使其充满水。
2) 将玻璃和铝箔分别放在水中。
3) 用麦克风分别对玻璃和铝箔进行录音。
4) 使用计时器记录每次录音所需的时间。
5) 重复以上步骤多次，以获得较为准确的数据。
6) 使用数据处理软件对实验数据进行分析，得出声速的测量结果。
3.2 数据处理我们需要计算每次录音所需的时间。
由于实验过程中可能会受到环境噪声的影响，因此我们需要在每次录音前先将麦克风校准，以减小误差。
接下来，我们可以使用以下公式计算声波在介质中传播的距离：距离 = (时间 * 频率) / 声速其中，时间是以秒为单位的时间长度，频率是以赫兹为单位的声音频率，声速是以米/秒为单位的声波传播速度。
通过对所有数据的分析，我们可以得到不同介质中声波传播速度的测量结果。
四、实验结果与分析根据我们的实验数据，我们得到了不同介质中声波传播速度的结果。
通过对比实验数据与理论预测值，我们发现实验结果与理论预测值基本一致，说明我们的实验方法是可行的。
声速测定实验操作步骤详细说明
一、实验目的通过本次实验，掌握声速测定的基本原理和方法，学习使用相关实验仪器，提高对声波传播速度的测量能力，并了解实验误差的来源及其分析方法。
二、实验原理声速是指声波在介质中传播的速度，通常用v表示。
根据声波在介质中传播的波动方程，可以得到声速的计算公式：v = fλ其中，v为声速，f为声波的频率，λ为声波的波长。
本实验采用脉冲法测量声速，利用发射和接收换能器产生和接收声波，通过测量声波在介质中传播的时间，计算出声速。
三、实验仪器1. 发射换能器2. 接收换能器3. 脉冲信号发生器4. 信号放大器5. 毫伏表6. 音频计7. 钢尺8. 介质（如水、空气等）9. 实验台四、实验步骤1. 准备实验器材，将发射换能器、接收换能器、脉冲信号发生器、信号放大器、毫伏表、音频计等设备连接好。
2. 将实验台放置在水平面上，确保实验台稳固。
3. 将发射换能器固定在实验台上，调整其位置，使其与接收换能器之间的距离适中。
4. 将接收换能器固定在实验台上，调整其位置，使其与发射换能器之间的距离与钢尺上的标记相对应。
5. 打开脉冲信号发生器，调整频率至所需测量值，同时调整输出幅度，使发射换能器输出稳定。
6. 将信号放大器输出端连接到毫伏表，用于观察接收换能器接收到的信号强度。
7. 将音频计连接到接收换能器，用于观察接收到的声波频率。
8. 打开实验台电源，确保所有设备正常运行。
9. 按下脉冲信号发生器的启动按钮，产生脉冲信号，发射换能器开始发射声波。
10. 观察毫伏表，当信号达到最大值时，记录此时钢尺上的标记位置，即为声波传播的距离s1。
11. 停止脉冲信号发生器，等待一段时间，再次按下启动按钮，重复步骤9和10，记录第二次声波传播的距离s2。
12. 重复步骤9至11，共进行5次实验，记录每次声波传播的距离。
13. 关闭实验台电源，整理实验器材。
五、数据处理1. 计算声波传播的平均距离：s = (s1 + s2 + s3 + s4 + s5) / 52. 计算声波传播的平均时间：t = s / v3. 根据公式v = fλ，计算声波的波长：λ = v / f4. 计算实验误差：（1）相对误差：εr = (|v测 - v真| / v真) × 100%（2）绝对误差：εa = |v测 - v真|六、实验心得通过本次实验，我了解了声速测定的基本原理和方法，掌握了使用相关实验仪器的技巧。
声速的测定实验报告
声速的测定实验报告（一）1、实验目的（1）学会用驻波法和相位法测量声波在空气中传播速度。
（2）进一步掌握示波器、低频信号发生器的使用方法。
（3）学会用逐差法处理数据。
2、实验仪器超声声速测定仪、低频信号发生器DF1027B 、示波器ST16B 。
3、实验原理3．1 实验原理声速V 、频率f 和波长λ之间的关系式为λf V =。
如果能用实验方法测量声波的频率f 和波长λ，即可求得声速V 。
常用的测量声速的方法有以下两种。
3．2 实验方法3．2．1 驻波共振法（简称驻波法）S 1发出的超声波和S 2反射的超声波在它们之间的区域内相干涉而形成驻波。
当波源的频率和驻波系统的固有频率相等时，此驻波的振幅才达到最大值，此时的频率为共振频率。
驻波系统的固有频率不仅与系统的固有性质有关，还取决于边界条件，在声速实验中，S 1、S 2即为两边界，且必定是波节，其间可以有任意个波节，所以驻波的共振条件为：3,2,1,2==n nL λ（1）即当S 1和S 2之间的距离L 等于声波半波长的整数倍时，驻波系统处于共振状态，驻波振幅最大。
在示波器上得到的信号幅度最大。
当L 不满足（1）式时，驻波系统偏离共振状态，驻波振幅随之减小。
移动S 2，可以连续地改变L 的大小。
由式（1）可知，任意两个相邻共振状态之间，即S 2所移过的距离为：()22211λλλ=⋅-+=-=∆+n n L L L n n （2）可见，示波器上信号幅度每一次周期性变化，相当于L 改变了2λ。
此距离2λ可由超声声速测定仪上的游标卡尺测得，频率可由低频信号发生器上的频率计读得，根据f V ⋅=λ，就可求出声速。
3．2．2 两个相互垂直谐振动的合成法（简称相位法）在示波器荧光屏上就出现两个相互垂直的同频率的谐振动的合成图形——称为李沙如图形。
其轨迹方程为：()()φφφφ122122122122-=--⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛Sin Cos A A XY A Y A X （5）在一般情况下，此李沙如图形为椭圆。
声速的测定
声速的测定一、实验描述声波是一种在弹性介质内传播的纵波。
声速是描述声波传播快慢的物理量，对声速的测量，尤其是对超声声速的测量时声学技术中的重要内容，在医学、测距等方面都有重要的意义。
二、实验目的（1）学会用位相法测声速。
（2）利用李萨茹图形测位相差。
（3）学会用共振法测量声速。
三、实验原理图11、位相法测声速实验装置如图1所示，S1,S2为两个压电晶体换能器，一个用来发射声波，一个用来接受声波。
假设以S1发出的超声波经过一段时间传到S2，S1和S2之间的距离为L ，那么，S1和S2处的声位相差为φ=2πL/λ,如果L=n λ（n 为正整数），则φ=2n π，若能测出位相差φ，便可得到波长，再用频率计测出波源的频率，则声速c 便可求得。
用李萨茹图形测位相差将送给S1的输入信号接至X 轴，S2接收到的信号接至Y 轴。
设输入X 轴的入射波的振动方程为：+=wt A x cos(1φ)1则Y 轴接收到的的S2波形的振动方程为：+=wt A y cos(2φ)2合成的振动方程为：cos(221222212A A xy A y A x -+φ-2φ(sin )21= φ-2φ)1 此方程的轨迹为椭圆椭圆长短轴由相位差（φ-2φ)1决定。
位相差为φ=0时，轨迹为在一、三象限的直线,如图a ，若φ=π/2，则轨迹为椭圆，如图b ；若φ=π，轨迹为在二、四象限的直线段,如图c 。
因为φ=2πf cL L ∏=2λ（f 为超声波的频率） （公式1） 若S2离开S1的距离为L=S2-S1=λ/2,则φ=π/2，随着S2的移动，随之在0-π内变化，李萨茹图形也重复变化。
所以由图形的变化可求出φ，与这种图形重复变化的相应的S2的移动距离为λ/2，L 的长度可在一起上读出。
便可根据公式c=f λ求出声速。
2、共振法测声速由发射器发出的声波近似于平面波。
经接收器反射后，波将在两端面间来回反射并且叠加，叠加的波可近似看作有驻波加行波的特征。
声速的测定实验报告
声速的测定实验报告实验目的：通过实验测定声速，并掌握声速的测定方法。
实验仪器和材料：1. 音叉。
2. 毫秒表。
3. 木尺。
4. 水。
5. 手电筒。
实验原理：声速是指声波在介质中传播的速度，它与介质的性质有关。
在本实验中，我们将利用音叉发出的声波在水中传播的时间来测定声速。
实验步骤：1. 准备好实验仪器和材料。
2. 在实验室中准备一盆水，水面要平静。
3. 将音叉用手电筒照亮，使其产生声波。
4. 将音叉放入水中，使其在水中振动。
5. 用毫秒表记录音叉在水中传播的时间。
6. 重复实验多次，取平均值作为最终结果。
实验数据处理：根据实验数据，我们可以计算出声速的测定值。
假设音叉在水中传播的时间为t秒，水的温度为T摄氏度，根据公式v=1482+0.6T，可以计算出声速的测定值。
实验结果：经过多次实验和数据处理，我们得到了声速的测定值为340m/s，与理论值相符合。
实验总结：通过本次实验，我们掌握了声速的测定方法，并且得到了较为准确的测定值。
在实验过程中，我们也发现了一些问题，比如水面的平静度对实验结果的影响，以及温度对声速的影响等。
在今后的实验中，我们需要更加注意这些因素，以提高实验结果的准确性。
通过本次实验，我们不仅学习到了声速的测定方法，还加深了对声波在介质中传播的理解。
希望通过今后的实验学习，我们能够更好地掌握声速的测定方法，为将来的科研工作奠定基础。
结语：声速的测定实验是一项重要的实验，通过本次实验，我们不仅学会了实验操作技能，还提高了对声速的认识。
希望在今后的学习和科研中，我们能够更好地运用所学知识，为科学研究做出更大的贡献。
声速的测量实验报告
声速的测量实验报告不会写声速的测量实验报告的朋友，下面请看小编给大家整理收集的声速的测量实验报告，仅供参考。
声速的测量实验报告1实验目的:测量声音在空气中的传播速度。
实验器材:温度计、卷尺、秒表。
实验地点:平遥县状元桥东。
实验人员:爱物学理小组实验分工:张灏、成立敬——测量时间张海涛——发声贾兴藩——测温实验过程:1 测量一段开阔地长;2 测量人在两端准备;3 计时员挥手致意,发声人准备发声;4 发生人向上举手,同时发声,计时员计时(看到举手始,听到声音止)5 多测几次,记录数据。
实验结果:时间17∶30温度21℃发声时间0.26″发声距离 93m实验结论:在21℃空气中,声音传播速度为357.69m/s.实验反思:有一定误差,卡表不够准确。
声速的测量实验报告2实验目的：1)探究影响声速的因素，超声波产生和接收的原理。
2)学习、掌握空气中声速的测量方法3)了解、实践液体、固体中的声速测量方法。
4)三种声速测量方法作初步的比较研究。
实验仪器:1)超声波发射器 2)超声波探测器 3)平移与位置显示部件。
4)信号发生器： 5)示波器实验原理： 1)空气中：a.在理想气体中声波的传播速度为v88(式中8088cpcV(1)称为质量热容比，也称“比热[容]比”，它是气体的质量定压热容cp与质量定容热容cV的比值;M 是气体的摩尔质量，T是绝对温度，R=8.314472(1±1.7×10-6)Jmol-1K-1为摩尔气体常量。
)标准干燥空气的平均摩尔质量为Mst =28.966�8�710-3kg/mol b.在标准状态下(T0�8�8273.15K,p�8�8101.3�8�8kPa)，干燥空气中的声速为v0=331.5m/s。
在室温t℃下，干燥空气中的声速为v88v0(2)(T0=273.15K)c.然而实际空气总会有一些水蒸气。
当空气中的相对湿度为r时，若气温为t℃时饱和蒸气压为pS，则水汽分压为rps。
声速测量实验的详细步骤与注意事项
声速测量实验的详细步骤与注意事项声速是声波在某种介质中传播的速度，是物质的固有属性之一。
测量声速可以帮助人们了解介质的特性，并在很多领域有重要的应用，如声学、地质学、工程学等。
本文将介绍一些声速测量实验的详细步骤与注意事项。
一、实验准备在进行声速测量实验前，需要准备一些实验装置和器材。
首先，我们需要一个发声装置，可以是声源或喇叭。
其次，需要一个接收装置，如麦克风或声波传感器。
此外，还需要一个计时装置，如计时器或计算机。
最后，我们需要一种介质，如空气、水或固体样品，来进行声速测量。
二、实验步骤1. 调节声源：将声源放置在适当位置，并调节声音的音量和频率，以获得较清晰的声波信号。
2. 设置接收装置：将接收装置放置在较远的位置，以避免声源对其造成干扰。
确保接收装置与声源之间没有遮挡物，并将其与计时装置连接。
3. 测量距离：使用尺子或测距仪，准确测量声源与接收装置之间的距离，并记录下来。
4. 发射声波：开启声源，产生声波。
确保声源正常工作，声波可以传播到接收装置。
5. 计时：当声波到达接收装置时，启动计时装置，并记录下时间。
6. 停止计时：当声波通过接收装置后，停止计时装置，并记录下时间。
7. 复现实验：重复实验多次，以获得更加准确的结果。
三、注意事项1. 准确测量距离：在实验中，准确测量声源与接收装置之间的距离非常重要。
使用尺子或测距仪时要小心操作，并避免误差。
2. 确保无干扰：在设置接收装置时，应注意避免声源对其造成的干扰。
最好将接收装置放置在距离声源较远的位置，并保持两者之间的直线无遮挡。
3. 控制环境条件：声波的传播速度受到温度、湿度和压力等环境条件的影响。
在进行实验时，应尽量控制这些环境条件的变化，以获得稳定的测量结果。
4. 多次重复实验：由于实验中存在测量误差，为了获得更加准确的结果，建议多次重复实验并取平均值。
四、实验扩展除了上述基本的声速测量实验，我们还可以进行一些其他的实验扩展。
例如，可以改变介质的性质，如温度、湿度或密度，并观察对声速的影响。
测定声速的实验方法与步骤解析
测定声速的实验方法与步骤解析声速是指声音在单位时间内在介质中传播的距离，也可以理解为声音传播的速度。
测定声速的实验方法有多种，以下将为您详细解析几种常见的实验方法和步骤。
一、空气中1. 实验仪器和材料准备：- 示波器：用于显示声波信号的频率和振幅。
- 扬声器：用于发出声波信号。
- 音叉：用于产生稳定的振动频率。
- 直尺：用于测量距离。
- 火柴棒或其他装置：用于产生声波的初始信号。
2. 实验步骤：a. 将示波器接入扬声器，并将其连接到电源。
b. 将音叉固定在相对稳定的表面上。
c. 通过击打音叉来产生声波的初始信号。
d. 用直尺测量从音叉到示波器的距离，并记录下来。
e. 在示波器上观察声波信号的振幅与频率，并记录下来。
f. 测量声波从音叉传递到示波器的时间，并计算出声速。
二、水中1. 实验仪器和材料准备：- 振动源：如音叉或声波发生器。
- 容器：用于内部存放水的容器。
- 测距工具：如直尺或测距仪。
- 示波器：用于测量声波信号的振幅和频率。
2. 实验步骤：a. 将容器填满水，以确保声波传播的介质为水。
b. 将振动源放入容器中，使其悬浮在水中。
c. 利用振动源激发出声波信号。
d. 在示波器上观察声波信号的振幅与频率，并记录下来。
e. 使用直尺或测距仪测量从振动源到示波器之间的距离，并记录下来。
f. 根据声波传播距离和时间，计算出水中的声速。
三、固体中1. 实验仪器和材料准备：- 锤子或敲击器：用于产生声波信号。
- 传感器：用于接收声波信号并将其转化为电信号。
- 示波器：用于显示声波信号的频率和振幅。
- 计时器：用于测量声波传播时间。
- 直尺：用于测量传播距离。
2. 实验步骤：a. 将传感器与示波器相连，并将其连接到电源。
b. 保持敲击器与传感器之间的恒定距离。
c. 用敲击器在固体表面上产生声波信号。
d. 在示波器上观察声波信号的振幅与频率，并记录下来。
e. 使用直尺测量声波传播的距离，并记录下来。
f. 使用计时器测量声波从敲击器传播到传感器的时间，并计算出固体中的声速。
测量声速的声速测量实验
测量声速的声速测量实验在物理学中，声速是指声波传播的速度。
声波是一种机械波，需要介质传播，因此声速的测量非常重要，不仅用于科学研究，还在工程和医学等领域有广泛的应用。
本文将详细介绍声速测量的实验过程，包括实验准备、实验步骤以及实验结果的应用。
1. 实验准备在进行声速测量的实验前，我们需要的一些实验仪器和材料如下：- 声源：例如音叉或者声振子等可以产生不同频率声波的设备。
- 麦克风：用于接收产生的声波并将其转化为电信号。
- 计时设备：例如计时钟、秒表等。
- 介质：声波传播需要介质，通常使用空气作为介质，以确保实验的控制和一致性。
- 温度计：用于测量实验环境的温度，因为声速与介质的温度有关。
- 尺子：用于测量声源与麦克风的距离，以计算声波传播的时间和速度。
2. 实验步骤接下来，我们将详细阐述声速测量的实验步骤。
第一步：准备好实验装置，并将麦克风放置在固定的位置上。
同时，测量麦克风与声源之间的距离，并记录下这个值。
第二步：将声源产生声波，并确保声源正向麦克风传播声波。
可以将声源固定在一个恒定的位置上，以确保声波传播方向的一致性。
第三步：打开计时设备，并启动麦克风接收声波。
当声波到达麦克风的时候，麦克风会将声波转化为电信号，计时设备会记录下声波传播所经历的时间。
第四步：重复以上实验步骤多次，并记录下每次实验的结果。
然后计算出每次的声速值，并对它们取平均值，以提高实验数据的准确性。
第五步：在每次实验前后测量环境的温度，并将其考虑进声速的计算中。
因为声速与温度具有一定的关系，根据声速公式可以进行修正。
3. 实验结果的应用和其他专业性角度声速测量实验不仅可以用于理解声波传播的基本原理，还在实际应用中有着广泛的用途。
以下是几个应用方面的介绍：工程领域：在建筑工程和土木工程等领域，测量声速可以用来评估材料的质量。
例如，声速可以用来检测墙壁中的空隙或者材料强度的均匀性。
另外，声速测量也可以用于声学设计，确保声音在房间内的合适传播。
声速的测量实验报告
声速的测量实验报告引言声速是指在给定介质中传播的声波的速度，它对于研究声学、地震学、物理学等领域具有重要意义。
本实验旨在通过测量声音在空气中的传播速度，确定声速的数值，并探究影响声速的因素。
实验原理声音是一种机械波，在空气中的传播速度与空气温度密切相关，可以通过以下公式计算：v = 331.4 + 0.6 * T其中v表示声速（单位：m/s），T表示温度（单位：摄氏度）。
实验步骤1.准备实验器材：音频发生器、音频放大器、示波器、信号发生器、测量温度仪等。
2.将音频发生器的输出接口与音频放大器的输入接口相连，然后将音频放大器的输出接口与示波器的输入接口相连。
3.将信号发生器的输出接口与音频发生器的输入接口相连，并将示波器的输出接口与信号发生器的输入接口相连。
4.打开音频发生器、音频放大器、示波器和信号发生器的电源，并进行相关设置。
5.使用测量温度仪测量实验室的温度，并记录下来。
6.调节信号发生器的频率使其输出一个特定的频率，例如1000Hz，并将示波器的触发模式设置为正沿检测。
7.观察示波器屏幕上显示的波形，并通过示波器上的光标功能测量出波形的时间周期。
8.重复步骤6和步骤7，分别设置不同的频率，例如500Hz、2000Hz等，并记录下相应的时间周期。
9.根据测得的时间周期和实验室的温度，使用实验原理中的公式计算出声速的数值。
数据处理与分析根据实验步骤中的测量结果，我们可以得到不同频率下的时间周期数据。
通过计算得到的时间周期，我们可以得到声速的数值。
下表是我们的实验数据：频率（Hz）时间周期（s）500 0.0021000 0.0011500 0.00082000 0.0006根据实验原理中的公式，我们可以计算出温度为20摄氏度时的声速：v = 331.4 + 0.6 * 20 = 343.4m/s因此，在温度为20摄氏度时，声速的数值为343.4m/s。
结论通过本实验的测量和计算，我们确定了在温度为20摄氏度时，声音在空气中的传播速度为343.4m/s。
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。
声速的测定
声速的测定声速是指声波在某一介质中传播的速度。
声波的速度是由该介质中的密度、压力和温度等物理参数所决定的。
在物理学中，声速是一个重要的量值，它与声波的传播、声学工程及大气物理学等领域有着密切的关系。
因此，合理准确地测定声速对于一系列的实验研究和工程应用都有非常重要的意义。
一. 实验原理实验室中通常采用管道法或直接法测定声速。
管道法是利用一定长度的管道来测定声波的传播时间，并由此计算出声速的大小。
直接法是利用声源产生的原始声波，在介质中传播的距离与时间的关系来测定声速。
以下是一种常用的声速测定实验装置及测定过程。
二. 实验装置实验装置如下图所示。
需要准备一个发声器和若干个接收器，发声器将声波通过管道传播到接收器处。
通过线路连接计算机以进行数据采集。
（图1：声速测定装置）三. 实验过程测定声速的实验过程如下：1. 将发声器A置于容器中，使其靠近一端，并将另一端用盖子封口，保证空气封闭。
2. 用另一张盖子将容器的另一端封口，根据三边定理，计算管道的一端到另一端距离L。
3. 使用计算机控制声波发射机向管道中发射一定频率的声波，注意根据管道的长度和声速的大小控制所发射声波的持续时间。
4. 在管道的金属边缘上安装接收器，接收声波并将其转化为电脉冲信号，通过计算机采集这些数据，根据信号的时序来确定声波在管道中的传播时间。
5. 重复以上实验步骤，分别测定不同频率下声波的传播时间。
通过对多组数据进行处理，得到声波在不同介质中的速度大小。
四. 实验注意事项1. 保持管道清洁干燥，避免杂质和液体的干扰。
2. 发射声波时需要充分注意管道的长度和声波的频率，以保证测量的准确性。
3. 接收器安装位置要准确，确保其能够有效地接收声波的信号，并将其转化为正确的电脉冲信号。
4. 规范操作流程，避免人为误差的影响。
五. 实验结果及分析经过多次实验数据的测量和处理得到声波在不同介质中的速度，可以绘制出声速和温度之间的关系。
从图3中可以看出，声速随温度的增高而增加。
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。
简述测定声速的步骤
简述测定声速的步骤
测定声速是一种常见的物理实验，可用于研究声波在不同介质中的传播特性。
测定声速的步骤如下：
1. 实验准备：首先，需要准备一个声音源，如扬声器或发声器。
然后，选择一个测量声音传播距离的装置，如直尺或测距仪。
最后，选择一个计时设备，如秒表或计算机程序。
2. 设置实验装置：将声音源放置在一个开放的区域中，远离任何会产生噪音的物体。
确保声音源与测量装置之间没有任何障碍物。
3. 测量传播距离：将测量装置放置在声音源的近旁，然后测量声音传播到测量装置的距离。
确保准确测量声音传播距离的方法，以获得准确的结果。
4. 发出声音：打开声音源，使其发出声音。
确保声音源产生的声音稳定且具有一定的频率。
此时，声音波将从声音源传播到测量装置。
5. 计时：开始计时器，并在声音波到达测量装置时停止计时。
记录计时器的时间。
重复这个步骤多次，以获得更准确的结果。
6. 计算声速：根据已知的传播距离和测得的时间，计算声音的传播
速度。
声速（v）可以通过公式 v = d/t 来计算，其中d是传播距离，t是声音传播所用的时间。
拓展：在实际测量中，还需要考虑一些误差因素，如温度、湿度、空气压力等。
这些因素会对声波的传播速度产生影响。
因此，在进行测定声速的实验时，需要确保环境条件的稳定，并进行适当的校正和修正，以提高测量结果的准确性。
此外，声速的测量也可以应用于其他领域，如地震学、材料科学等，以研究不同介质中声波的传播特性。
实验 声速的测量
实验 声速的测量一、实验目的 1、 了解超声波产生和接收的原理，加深对相位概念的理解。
2、 掌握声速测量的基本原理及方法。
二、实验仪器信号发生器，示波器、声速测量仪等。
三、实验难点 实验原理 、仪器调节。
四、实验原理机械波的产生有两个条件：首先要有作机械振动的物体（波源），其次要有能够传播这种机械振动的介质，只有通过介质质点间的相互作用，才能够使机械振动由近及远地在介质中向外传播。
发生器是波源，空气是传播声波的介质。
故声波是一种在弹性介质中传播的机械纵波。
声速是声波在介质中的传播速度。
如果声波在时间t 内传播的距离为s ，则声速为v st=，由于声波在时间T （周期）内传播的距离为λ（波长），则v T f ==λλ ，可见，只要测出频率和波长，便可以求出声速v 。
本实验使用交流电信号控制发生器，故声波频率即电信号的频率，它可用频率计测量或信号发生器直接显示。
而波长的测量常用相位比较法和振幅极值法（共振干涉法）。
1、 振幅极值法（共振干涉法）声源产生的一定频率的平面声波，经过空气介质的传播，到达接收器。
声波在发射面和接受面之间被多次反射，故声场是往返声波多次叠加的结果，入射波和反射波相干涉而形成驻波。
在发射面和接受面之间某点的合振动方程为)cos()2cos(221t x A y y y ωλπ=+= （2） 最大振幅（2A ）处被称为驻波的“波腹点”，最小振幅（0）处被称为“波节点”。
波腹点位置：A x A 2)(=,即πλπk x =2，,.....)2,1,0(2==k kx λ波节点位置：0)(=x A ,即2)12(2πλπ+=k x ，,.....)2,1,0(4)12(=+=k k x λ可知，相邻两个波腹点（或波节点）的距离为2λ，当发射面和接受面之间的距离正好是半波长的整数倍时，即形成稳定的驻波，系统处于共振状态。
.....)3,2,1,0(2==k kL λ（3）共振时，驻波的幅度达到极大，同时，接受器表面的振动位移应为零，即为波节点，但由于声波是纵波，所以声压达到极大值。
实验16 声速的测定
实验9 声速的测定声波是在弹性媒质中传播的机械波。
声速是描述声波特性的基本物理量，与传播媒质的性质及状态有关。
在工业上通过对声速的测量，间接地了解媒质的性质或状态，如气体成分分析、液体密度测定、固体材料杨氏模量测定、超声定位、探伤、测距等。
声速的测量方法有两类：一是根据T L v ∆∆=/，二是利用f v λ=。
【实验目的】1、 了解驻波、行波、混合波的性质和区别。
2、 了解超声波的发射和接收。
3、 了解压电效应在非电量的电测法的应用。
4、 熟悉示波器的使用方法。
5、 用直射式时差法、驻波共振法（李萨如图形法）、相位比较法测量空气中的声速。
【仪器用具】DH-DPL2型多普勒效应及声速综合实验仪、DS5022ME 数字存储示波器、温度计【实验原理】声波是在弹性媒质中传播的机械波，频率在20Hz ～20kHz 范围内的声波可被人们听到，称为可闻声波；频率低于20Hz 的声波称为次声波；频率高于20kHz 的声波则称为超声波。
由于超声波具有波长短、易于定向发射等优点，所以在超声波段进行声速测量是比较方便的。
超声波的发射和接收一般是通过电磁振动和机械振动的相互转换来实现的，最常见的是利用压电效应和磁致伸缩效应来实现。
本实验是采用压电陶瓷圆环做成的复合换能器来发射和接收超声波。
声波在介质中传播时，声速v 、频率f 和波长λ之间的关系：λ∙=f v (9-1)由上式可知，如果能用实验方法测量声速的频率和波长，即可求得声速。
常用的测量声速的方法有驻波共振法和相位比较法、直射式时差法。
1、 直射式时差法连续波经脉冲调制后由发射换能器发射至被测介质中，声波在介质中传播，经过T ∆时间后，到达L ∆L 距离处的接收换能器。
由运动定律可知，声波在介质中传播的速度可由以下公式求出：T L T T L L v ∆∆=--=/)/()(1212 (9-2)图9-1 时差法测声速原理图2、驻波共振法从发射源发出一定频率的平面声波，称为发射波。
声速的测定
二、实验目的
➢1. 学习用相位比较法和振幅合成法测量声波在空气中的传播速度。 ➢2.了解压电换陶瓷在电、声相互转换中的应用的功能，加深对共
振、振动合成、波的干涉、驻波等理论知识的理解。 ➢3. 检验学生对示波器使用的熟悉程度。
三、实验仪器
➢1. SV-DH-7A 型声速测定仪； ➢2. SVX-7 型声速测定仪信号源； ➢3. UTD2072CEX 型示波器。
调节发射强度旋钮，使声速测试仪信号源输出适合的电压，再调整信号频率（选5k~50kHz），观 察频率调整时 CH2 通道的电压幅度变化。细调频率，使该电压幅度为最大值。
➢3. 相位比较法测波长
记录示波器上图形相继出现斜率相反两条直线李萨如图形时所对应的接收端的坐标，相继记录12个 坐标点。
➢4. 共振干涉法测波长
沿 CH1 方向的入射波方程为：
2π y1 Acos(ωt λ l)
反射波方程为：
2π y2 Acos(ωt λ l)
驻波方程为：
y
y1
y2
2π 2 A cos(
λ
l)cos ωt
结论：每两个相临波腹（波节）间的距离为
λ 2
。
五、实验步骤
➢1. 按实验装置图接线，使发射端面和接收端面尽量平行 ➢2. 调整测定系统的谐振频率
四、实验原理
在波动过程中波速 v ，波长 λ 和频率 f 之间存在着下列关系：
v fλ
➢1. 超声波的发射与接收——压电换能器
（1）压电陶瓷具有正压电效应和逆压电效应。
（2）在发射压电陶瓷上加交变电压，则产生纵向机械振动，
产生超声波（逆压电效应）。 电 声
S1：发射换能器；S2：接收换能器
（3）接收压电陶瓷接收到超声波后，产生电信号（正压电效应）。 声 电
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X 1=4.380
X 2=4.384
X 3=4.406
X 4=4.472
X 5=4.500
X
5
X
i 1
5
i
5
i
=
4.380 4.384 4.406 4.472 4.500 =4.4284mm 5
x
i 1
x
2
n 1
4.380 - 4.42842 4.384 - 4.42842 4.406 - 4.42842 4.472 - 4.42842 4.500 - 4.42842
1． 熟悉仪器 请参照有关内容， 熟悉信号源及示波器面板上各按钮和旋钮的作用以及它们的操作方法， 特别应注意相关的 注意事项。 2． 驻波法 （1）熟悉信号源及示波器的使用。 S1 、 S 2 之间的距离调至 20cm 左右，连好线路。 （2）调节信号源“发射强度” 及“信号频率”，找到换能器 S1 、 S 2 的匹配频率点，记下该频率值。 （3）移动 S 2 ，当振幅达到极大值时，记下 S 2 的位置 L1 。 （4）继续增加 L，达到下一个极大值点，记下 L2 ，连续测量 10 个点。 3. 相位比较法 （1）调节示波器出现李莎如图形。 （2）移动 S 2 ，记下图形为直线时刻度尺上的读数。 （3）连续移动 S 2 ，记下倾角相同的直线出现时的读数，连续测量 10 个点。 4. 计算声速的理论值 记下室内温度 t，按理论公式 c' c 0 T
x5/ mm -46.80 37.989 x10/ mm -69.30 37.987 x5/ mm -105.29 37.895 x10/ mm -149.37 37.882
f/Hz
37.979 x1/ mm -69.32 37.953 x6/ mm -114.55
相位法 f/Hz
f/Hz
37.902
(8.9824 0.0223)mm
c) 计算声速 v 由记录的数据可得 f 37.908KHz
v f 37.908KHz 8.9824 mm 340.504m/s
d) 计算相对误差
v理 v 342.20 340.504 100% =0.50% mm 100% = 342.20 v理
断，选择李萨如图为直线时作为测量的起点，移动 S2，当 L 变化一个波长时，就会重复出现同样斜率的直线。
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声速的测定 得分（ ）二、[实验内容]（10 分）
1.熟悉仪器 2.驻波共振法测量声速 3.相位比较法测量声速 4.计算声速的理论值 5.误差分析 得分（ ）三、[关键步骤]（25 分）
L (n 1)
v f 2 f L
2
n
2
2
即 2L （2）
2. 相位比较法测声速 声源 S1 发出声波后，在其周围形成声场，声场在介质中任一点的振动相位是随时间而变化的。但它和声源 的振动相位差Δφ不随时间变化。 L (3)
2
由此可以推出，L 每改变一个波长 ，位相差就变化 2 ，通过观察李萨如图形，便可测出 。为了便于判
Sx t
n
2
2.26
2
0.00985 5
9.95542 10 3 mm ， 仪 0.02mm
3 2
x S x 仪
b) 计算波长λ
9.95542 10
0.02 2 0.0223mm
= X =8.9824 mm , == x =0.0223 mm, 于是波长
2
n 1
9.046 - 8.98242 9.120 - 8.98242 9.044 - 8.98242 8.886 - 8.98242 8.816 - 8.98242
4
=
0.004045 0.01893 0.003794 0.009293 0.002769 =0.00985mm 4
v f
(1)
通过实验，测出波长λ和频率 ƒ，就可求出声速 v 。常用方法有驻波法和位相比较法两种。 1． 驻波法测声速 两个超声换能器间的距离为 L， 其中左边一个作为超声源 （发射头 S1） ， 信号源输出的正弦电压信号接到 S1 上， 使 S1 发出超声波；右边的作为超声的接收头 S2 ，把接收到的声压转变成电信号后输入示波器观察。S2 在接收超 声波的同时，还向 S1 反射一部分超声波，这样由 S1 发出的超声波和由 S2 反射的超声波在 S1 和 S2 之间的区域干涉 而形成驻波。驻波相邻两波峰（或波节）之间的距离为半波长。改变 L 时，在一系列特定的位置上，S2 面接收到 的声压达到极大值（或极小值） ，相邻两极大值（或极小值）之间的距离皆为半波长，此时在示波器屏上所显示 的波形幅值发生周期性的变化，即由一个极大值变到极小，再变到极大，而幅值每一次周期性的变化，就相当于 L 改变了半个波长。若从第 n 个共振状态变化到第 n+1 个共振状态时，S2 移动的距离为△L，则
4
=
0.002343 0.002344 0.000502 0.01901 0.005127 =0.05562mm 4
Sx t
n
2
2.26
2
0.05562 5
0.05622 mm ，
0.0497mm
仪 0.02mm
x Sx 仪
b) 计算波长λ
x3/ mm -38.36 37.986 x8/ mm -60.29 37.994 x3/ mm -87.51 37.940 x8/ mm -132.73 37.883
x4/ mm -42.17 37.991 x9/ mm -64.83 37.985 x4/ mm -96.37 37.906 x9/ mm -140.80 37.884
声速的测定 总分（ ）评卷人（ ）
大学物理实验考试试卷参考答案
姓 名： 学 号： 题目：声速的测定 仪器：实验室现场提供 要求：根据提供的仪器，测量空气中的声速，提交实验报告
得分（ ）一、[实验原理]（15 分）
院队别： 完成日期：
实验组别： 时 间： 120 分钟 总 分： 100 分
Ⅰ)压电换能器简介 有些物质在沿一定方向受到压力或拉力作用而发生形变时， 其表面会产生电荷， 去掉外力时又回到不带电状 态，这种现象叫做压电效应；具有该效应的物质为压电材料；利用压电材料的压电效应制成的换能器叫做压电换 能器。 Ⅱ)在波动过程中，波速 v 、波长λ和频率 f 之间存在下列关系：
X 1=9.046
X 2=9.120
X 3=9.044
X 4=8.886
X 5=8.816
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声速的测定
X
5
X
i 1
5
i
5
i
=
9.046 9.120 9.044 8.886 8.816 =8.9824mm 5
x
i 1
x
T0
计算出声速的理论值。
得分（ ㈠ 原始数据： 共振法 f/Hz
）四、[数据处理]（25 分）
x1/ mm -29.29 37.916 x6/ mm -51.19
x2/ mm -34.05 37.909 x7/ mm -55.67 37.992 x2/ mm -78.21 37.941 x7/ mm -123.81 37.894
室温 t= 18.0℃ ㈡ 数据处理： ①驻波法测量 1. 计算声速的理论值：
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声速的测定
v理 v 0 1
t 18.0 331.45 1 342.20m /驻波法测量 a) 逐差法处理数据 X1 / mm -29.29 X6 / mm -51.19 (X6 -X1 )/5 / mm X2 / mm -33.75 X7 / mm -55.67 (X7 –X2)/5/ mm X3 / mm -38.26 X8/ mm -60.29 (X8 –X3)/5 / mm X4 / mm -42.47 X9 / mm -64.83 (X9 –X4)/5 / mm X5 / mm -46.80 X10 / mm -69.30 (X10 –X5)/5 / mm
）五、[误差分析]（15 分）
得分（
1.对示波器显示的波形最大振幅位置的不能准确定位； 2.实验室背景噪音对信号的影响； 3.气流扰动对振幅判断的影响
第 4 页 共 5 页
声速的测定
实验操作（5 分） 报告整洁（5 分）
第 5 页 共 5 页
0.056222 0.02 2
=2 X =2ൈ4.4284 =8.8568 mm , = 2 x =0.0994mm, 于是波长 (8.8568 0.0994)mm
c) 计算声速 v 由记录的数据可得 f 37.9728KHz
v f 37.9728KHz 8.8568mm 336.318m/s
d) 计算相对误差
v理 v 342.20 336.318 100% =1.7% 100% = 342.20 v理
②相位比较法测量 a) 逐差法处理数据 X1 / mm -69.32 X6 / mm -114.55 (X6 -X1 )/5 / mm X2 / mm -78.21 X7 / mm -123.81 (X7 –X2)/5/ mm X3 / mm -87.51 X8/ mm -132.73 (X8 –X3)/5 / mm X4 / mm -96.37 X9 / mm -140.80 (X9 –X4)/5 / mm X5 / mm -105.29 X10 / mm -149.37 (X10 –X5)/5 / mm