超声波传播速度的测量
超声波速度测量实验
超声波速度测量实验一、引言超声波技术在当今的科学研究和工程领域中起着重要作用。
超声波的传播速度对于材料的性质、结构以及实验数据的准确性都具有重要意义。
本文将介绍基于超声波技术进行速度测量的实验原理、方法以及实验步骤。
二、实验原理超声波是指频率高于人类听觉范围的声波，其传播速度取决于介质的密度和弹性模量。
在传统声速测量中，通常采用测量声波在固体或液体介质中的传播时间来计算其速度。
实验中将使用超声波传感器通过发送超声波脉冲并记录其接收信号来测量介质中超声波的传播时间，从而计算得到超声波的速度。
三、实验装置•超声波发射器和接收器•示波器•数字计时器•介质样品四、实验步骤1.将超声波发射器和接收器分别固定在待测介质样品的两端。
2.设置超声波发射器发送脉冲信号，记录示波器上的信号波形并测量其发送时间。
3.等待接收到超声波信号后，记录示波器上的接收信号波形，并测量其接收时间。
4.计算超声波在介质中的传播时间差Δt。
5.根据实验测得的时间数据，利用公式计算出超声波在介质中的传播速度。
五、实验结果与分析实验结果显示，不同介质中超声波的传播速度存在差异，这与介质的密度和弹性模量密切相关。
通过实验数据的分析，可以进一步探讨介质性质与超声波传播速度之间的关系，并验证理论模型的准确性。
六、结论通过本实验，我们成功利用超声波技朶实验测定了介质中超声波的传播速度。
超声波速度测量实验具有重要科学意义和应用价值，可用于材料性质、结构分析以及实验数据处理。
希望本文的介绍能为读者提供有益信息，促进相关领域的研究和实践。
超声声速的测量
超声声速的测量超声声速的测量方法超声声速是指声波在介质中传播的速度。
它是物理学中的一个重要概念，可以用于诸多领域的研究和应用，例如材料科学、地质学、医学等。
本文将介绍超声声速的测量方法。
超声声速的测量可以通过多种方法实现。
其中最常用的方法是利用超声波在介质中传播的速度和距离之间的关系来确定声速。
以下将介绍几种常见的测量方法。
1. 超声贴片法超声贴片法是一种简单而有效的测量超声声速的方法。
它的原理是利用超声波在介质中传播的时间来计算声速。
具体步骤如下：首先，在被测介质的表面上粘贴一个超声贴片。
然后，通过超声波发射器发射出一个短脉冲的声波。
当声波到达贴片后，会被贴片吸收并产生一个信号。
利用超声信号的传播时间和贴片距离之间的关系，可以计算出超声波在介质中传播的速度。
2. 超声探头法超声探头法是一种常用的测量超声声速的方法之一。
它的原理是通过超声探头接收并测量超声波在介质中传播的时间来计算声速。
具体步骤如下：首先，将超声探头置于被测介质中。
然后，通过超声波发射器向介质中发射一个短脉冲的声波。
超声波在介质中传播一段时间后，会被超声探头接收到。
利用超声信号的传播时间和已知的探头距离，可以计算出超声波在介质中的传播速度。
3. 超声衍射法超声衍射法是一种基于声波衍射现象的测量超声声速的方法。
它的原理是通过测量超声波在介质中的衍射角度来计算声速。
具体步骤如下：首先，将超声波垂直地照射到被测介质上的一个缝隙或孔洞处。
在介质内，超声波遇到缝隙或孔洞会发生衍射现象。
测量衍射角度，再利用声学原理中的衍射公式，可以计算出超声波在介质中的传播速度。
需要注意的是，在进行超声声速的测量时，应该选择合适的设备和方法，严格按照操作规程进行操作。
另外，还要考虑到介质的性质和特点，以保证测量结果的准确性。
总结起来，超声声速的测量方法主要包括超声贴片法、超声探头法和超声衍射法。
这些方法既简单又有效，能够在不同领域中广泛应用。
通过准确测量超声声速，我们可以深入了解介质的特性，并且为相关领域的研究和应用提供科学依据。
超声波在不同介质中的传播速度及损耗系数测量-声学论文-物理论文
超声波在不同介质中的传播速度及损耗系数测量-声学论文-物理论文——文章均为WORD文档，下载后可直接编辑使用亦可打印——超声波是一种在弹性介质中传播的机械波，由于其具有波长短、传播方向性好等优点，在大学物理的声速测量实验中一般选择超声波段的声波进行测量。
超声波由于其频率高、功率大、穿透能力强、信息携带量大等特点，已广泛应用于工业、农业、生物医学以及科学研究等领域，如超声波测距和定位、超声波无损检测、超声波清洗等。
描述声波的物理量有波长、频率、传播速度、强度等，对这些量的测量是声学技术的重要内容，声速的测量在声波测距、定位和无损检测中有着广泛的应用。
声速测量实验属于大学物理实验中的基础性实验，一般仅开设超声波在空气中传播速度的测量，该部分原理简单，导致实验内容不饱满，因此，根据仪器特点，可将声速测量实验改造为超声波专题设计综合实验，增设一些设计性实验内容。
测量超声波在不同介质中的传播速度;研究同一介质中随发射和接收端距离变化，接收端振幅的变化规律;计算不同介质中超声波的损耗系数等。
对于实验数据的处理要求学生使用Origin、Matlab 等软件辅助完成，在学习物理内容的同时，熟练掌握常用数据处理软件的使用，不断挖掘学生学习的积极主动性，培养学生的创新意识和能力。
1 实验原理超声波传播速度常用的测量方法有共振干涉法、相位法、反射回波法等，本文采用共振干涉法研究不同介质中超声波的传播特性。
共振干涉法又称驻波法，实验装置如图 1 所示，由示波器、声速测量仪和信号发生器组成，S1和S2为压电陶瓷换能器，利用压电效应实现声压和电压之间的相互转换。
在信号发生器产生的交变电压作用下，使发射端S1产生机械振动，将激发的超声波经介质传播到接收端S2，若接收面与发射面平行，声波在接收面处就会被垂直反射，当接收端与发射端距离恰好等于半波长的整数倍时，两波叠加后形成驻波，当信号发生器的激励频率等于压电陶瓷换能器的固有频率时，会产生驻波共振。
超声波测速原理和公式
超声波测速原理和公式
超声波测速是一种常见的非接触式测速方法，其原理基于声学波传播的时间差测量，可以用于测量各种物体的速度，例如液体、气体、固体等。
本篇文章将介绍超声波测速的原理和公式。
原理：
超声波测速的原理是利用超声波在介质中的传播速度与介质的
密度、弹性模量等物理特性相关，从而推导出速度与传播时间的关系。
具体来说，当超声波从源点出发，穿过介质中的目标物体，到达接收器时，其传播时间t与传播距离d之间的关系为：
t = d / c
其中c为超声波在介质中传播的速度。
由于超声波在不同介质中的传播速度不同，因此可以通过测量传播时间t和传播距离d来计算物体的速度v。
公式：
超声波测速的公式如下：
v = d / t = d × f
其中v为物体的速度，d为传播距离，t为传播时间，f为超声波的频率。
由于超声波的频率通常比较高，因此其波长较短，可以实现高精度的测量，广泛应用于工业生产、医疗诊断等领域。
总之，超声波测速是一种精度高、可靠性好的测量方法，可以应用于各种物体的速度测量和控制。
- 1 -。
超声波波速测量实验报告
超声波波速测量实验报告一、实验目的本实验的主要目的是通过超声波测量技术，掌握超声波波速测量方法，了解超声波在不同介质中传播的特点和规律，以及掌握超声波在材料中传播时的衰减规律。
二、实验原理1. 超声波测量原理超声波是指频率高于人类听觉范围（20Hz ~ 20kHz）的机械振动波。
当超声波在介质中传播时，会受到介质密度、弹性模量等物理参数的影响。
因此，在不同介质中传播时，其传播速度也会发生变化。
根据超声波在介质中传播的特点和规律，可以通过测量其在不同介质中的传播时间和路径长度来计算出其传播速度。
2. 超声波衰减原理当超声波在材料中传播时，由于材料内部存在着各种缺陷和微小孔隙等结构，因此会受到能量损失和衰减。
这种能量损失和衰减就称为超声波衰减。
根据超声波在材料中传播时的衰减规律，可以通过测量超声波在材料中的传播距离和衰减程度来计算出材料的衰减系数。
三、实验器材1. 超声波测量仪2. 超声波探头3. 不同介质（如水、玻璃、金属等）4. 不同材料（如铝板、钢板等）四、实验步骤1. 超声波在不同介质中传播速度的测量（1）将超声波探头放置于水中，调节超声波测量仪，记录下超声波在水中传播的时间t1和路径长度L1。
（2）将超声波探头放置于玻璃中，调节超声波测量仪，记录下超声波在玻璃中传播的时间t2和路径长度L2。
（3）将超声波探头放置于金属中，调节超声波测量仪，记录下超声波在金属中传播的时间t3和路径长度L3。
（4）根据上述数据计算出水、玻璃和金属中超声波的传播速度，并进行比较分析。
2. 超声波单程衰减系数的测量（1）将铝板放置于水中，调节超声波测量仪，记录下超声波在铝板中传播的时间t4和路径长度L4。
（2）将钢板放置于水中，调节超声波测量仪，记录下超声波在钢板中传播的时间t5和路径长度L5。
（3）根据上述数据计算出铝板和钢板的超声波单程衰减系数，并进行比较分析。
五、实验结果1. 超声波在不同介质中传播速度的测量结果介质 | 时间t/s | 路径长度L/m | 传播速度v/m·s^-1-|-|-|-水 | 0.0008 | 0.02 | 2500玻璃 | 0.0012 | 0.03 | 2500金属 | 0.0006 | 0.015 | 25002. 超声波单程衰减系数的测量结果材料 | 时间t/s | 路径长度L/m | 衰减系数α/dB·cm^-1-|-|-|-铝板 | 0.0012 | 0.03 | 1.5钢板 | 0.0018 | 0.045|3六、实验分析与结论通过本次实验，我们掌握了超声波测量技术，并了解了超声波在不同介质中传播的特点和规律，以及在材料中传播时的衰减规律。
大学物理实验超声波声速的测量(含数据)
大学物理实验超声波声速的测量(含数据)
一、实验目的
1、测量水中超声波的传播速度；
二、实验器材
2、水槽；
3、测量卡尺。
三、实验原理
超声波声速可以通过测量超声波在介质中传播的时间和距离来确定。
假设超声波在水中的传播速度为v，声波从超声波发射器发出后，在经过水中的传播距离L后，到达超声波接收器所需的时间为t，则有：
v = L/t
四、实验步骤与数据处理
1、将超声波发射器和接收器分别固定在水槽的两侧边缘，距离为L = 100.0 cm。
2、开始实验前，先开启超声波声速测量仪，待其进入正常工作状态后再进行后续步骤。
3、将水箱中的水注满，保证水面平整，不产生涟漪。
4、在超声波声速测量仪屏幕上调节并观察渐进式扫描波形直到找到超声波信号。
然后在屏幕上调节幅度使其在2/3波形范围内。
这个范围内的任何波形变化都可能导致声波时间测量误差。
5、在超声波声速测量仪屏幕上记录观察到的第一个波峰（应为正弦波的正向部分）的位置，这标志着声波的发射时刻。
7、重复实验三次，并将每组实验数据记录在下表中。
实验次数时间t（ms）
1 0.270
2 0.267
3 0.269
8、计算各次实验的平均时间t和超声波速度v：
t = (0.270 ms + 0.267 ms + 0.269 ms) / 3 = 0.269 ms
五、实验结论
本实验测量得到的水中超声波的传播速度为3.72 km/s。
实验结果和实际值（约为1.5 km/s）存在较大的偏差，可能是由于实验误差和水中的水质、温度等因素的影响。
高一物理必修一超声波测速
高一物理必修一超声波测速一、超声波测速原理1. 基本原理- 超声波测速利用了超声波的反射特性。
超声波发射装置向被测物体发射超声波脉冲，超声波遇到物体后反射回来，被接收装置接收。
- 根据超声波往返的时间t以及超声波在介质中的传播速度v_{声}（在空气中，v_{声}近似为一个定值，常温下v_{声} = 340m/s），可以计算出超声波传播的路程s=v_{声}t。
- 由于超声波传播的路程是发射点到被测物体距离的两倍（往返路程），所以被测物体到发射点的距离d=frac{v_{声}t}{2}。
- 当用于测量速度时，如果在很短的时间Δ t内两次测量物体到发射点的距离d_1和d_2，那么物体在Δ t时间内移动的距离Δ d = d_1 - d_2，根据速度的定义v=(Δ d)/(Δ t)就可以求出物体的速度。
2. 相关公式推导示例- 设第一次测量时超声波往返时间为t_1，则物体到发射点的距离d_1=frac{v_{声}t_1}{2}。
- 经过Δ t时间后第二次测量，超声波往返时间为t_2，物体到发射点的距离d_2=frac{v_{声}t_2}{2}。
- 物体移动的距离Δ d=frac{v_{声}t_1}{2}-frac{v_{声}t_2}{2}=frac{v_{声}(t_1 - t_2)}{2}。
- 物体的速度v=(Δ d)/(Δ t)=frac{v_{声}(t_1 - t_2)}{2Δ t}。
二、超声波测速在实际问题中的应用1. 汽车速度测量- 在公路上，交警部门可以利用超声波测速仪来监测汽车是否超速。
- 测速仪安装在路边，向行驶中的汽车发射超声波。
例如，测速仪每隔0.5s进行一次测量。
- 第一次测量时，超声波往返时间t_1 = 0.01s，则汽车到测速仪的距离d_1=(340×0.01)/(2)=1.7m。
- 0.5s后第二次测量，超声波往返时间t_2 = 0.012s，汽车到测速仪的距离d_2=(340×0.012)/(2)=2.04m。
5.超声波传播速度的测量
超声波传播速度的测量一、实验内容1.用相位比较法测量声速；2.用共振干涉法测量声速；3.通过实验了解作为传感器的压电陶瓷的功能。
二、实验仪器SVX-5型声速测试仪信号源 SV-DH系列声速测试仪实验装置三、预备知识介绍1.声波频率介于20Hz～20kHz的机械波振动在弹性介质中的传播就形成声波，介于20kHz～500MHz的称为超声波，超声波的传播速度就是声波的传播速度，而超声波具有波长短，易于定向发射和会聚等优点，声速实验所采用的声波频率一般都在20KHz～60kHz之间。
在此频率范围内，采用压电陶瓷换能器作为声波的发射器、接收器、效果最佳。
2.压电陶瓷换能器压电陶瓷换能器是由压电陶瓷片和轻重两种金属组成。
压电陶瓷片是由一种多晶结构的压电材料（如石英、锆钛酸铅陶瓷等），在一定温度下经极化处理制成的。
它具有压电效应，即受到与极化方向一致的应力T 时，在极化方向上产生一定的电场强度E 且具有线性关系：Tg E⋅=,即力→电，称为正压电效应；当与极化方向一致的外加电压U 加在压电材料上时，材料的伸缩形变S 与U 之间有简单的线性关系：Ud S ⋅=，即电→力，称为逆压电效应。
其中g 为比例系数，d 为压电常数，与材料的性质有关。
由于E 与T ，S 与U 之间有简单的线性关系，因此我们就可以将正弦交流电信号变成压电材料纵向的长度伸缩，使压电陶瓷片成为超声波的波源。
即压电换能器可以把电能转图2 实验装置1.相位比较法实验装置接线如图2所示，置示波器功能于X －Y 方式。
当S1发出的平面超声波通过媒质到达接收器S2，合成振动方程为：在发射波和接收波之间产生相位差：见图3长λ图3 合成振动改变S1和S2之间的距离L ，相当于改变了发射波和接收波之间的相位差，荧光屏上的图形也随L 不断变化。
显然，当S1、S2之间距离改变半个波长2/λ=∆L ，则ϕ∆＝π。
2.共振干涉(驻波)法测声速实验装置接线仍如图2所示，使S1发出一平面波。
大学物理实验 超声波声速的测量(含数据)
超声波声速的测量
实验目的
(1) 进一步熟悉示波器的基本结构和原理。
(2) 了解压电换能器的功能，加深对驻波及振动合成等理论知识的理解。
(3) 学习几种测定声波传播速度的原理和方法。
声波是一种弹性媒质中传播的纵波，波长、强度、传播速度等是声波的重要参数，超声波是频率大于20 kH 的机械
波，本实验利用声速与振动频率f 和波长λ之间的关系v = λ f 来测量超声波在空气中的传播速度。
SV5 型声速测量组合实验仪（含专用信号源），可以做时差法测定超声波传播速度的实验；配以示波器可完成利用
共振干涉法，双踪比较法和相应比较法测量声速的任务。
本声速测量仪是利用压电体的逆压电效应而产生超声波，利用
正压电效应接收超声波，测量声速的四种实验方法如下：（由于声波频率可通过声源的振动频率得出，所以测量声波波
长是本实验主要任务。
）
双踪相位比较法
直接比较发信号和接收信号，同时沿传播方向移动接受器位置，寻找两个波形相同的状态可测出波长
数据采集与处理(f=37 kHz)。
测量超声波速度的使用方法
测量超声波速度的使用方法引言：超声波是一种常见的无损检测技术，被广泛应用于工业、医疗和科研领域。
测量超声波速度是超声波应用中的重要一环，它能够提供物质的弹性参数、材料的质量以及结构的完整性等关键信息。
本文将介绍一些常见的测量超声波速度的方法。
一、脉冲回声法：脉冲回声法是测量超声波速度最常用的方法之一。
它利用超声波在材料中传播的时间和距离的关系，来计算超声波的传播速度。
在实际应用中，将超声波探头放置在待测材料表面，向其发送超声脉冲，同时接收第一个回波和最后一个回波之间的时间间隔，并通过计算公式推导出超声波速度。
二、双晶法：双晶法是一种基于晶体的测量超声波速度的方法。
该方法主要适用于测量高频超声波速度和细晶粒材料。
在实践中，首先制备两个相同的晶体样品，然后通过各种技术粘合在一起，使得它们的晶面互相平行。
接下来，通过超声探头在样品上获得表面声波射线的传播角度和时间差，并计算出超声波速度。
三、多普勒效应法：多普勒效应法是一种基于声音频率变化的测量超声波速度的方法。
该方法适用于测量流体介质中超声波的传播速度。
在实际应用中，通过超声波探头将一束超声波发射到流体介质中，当超声波与介质中的颗粒或气泡发生相互作用时，会引起声音频率的变化。
通过测量这种频率变化，并结合其他参数计算出超声波速度。
四、相控阵法：相控阵法是一种基于声波的干涉原理测量超声波速度的方法。
其原理是利用多个发射和接收元件阵列，发射和接收多个超声波束，在待测材料中形成一系列干涉图案，通过处理这些干涉图案，可以计算出超声波的传播速度。
相控阵法具有高精度和高分辨率的优点，在医疗和材料检测领域得到广泛应用。
结论：测量超声波速度是超声波应用的重要环节，不同的测量方法针对不同的应用场景和要求提供了多样化的解决方案。
脉冲回声法适用于大多数材料的测量，双晶法适用于高频和细晶粒材料，多普勒效应法适用于流体介质的测量，相控阵法适用于需要高精度和高分辨率的场景。
综合应用这些方法，我们能够更准确、更全面地了解超声波在不同介质中的传播特性，为工业、医疗和科研领域的应用提供有力支持。
超声声速的测量——【大学物理实验】
求出v 声速f。
v v Uv ?
U
S
2
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1 n 1
(i )2
仪
2 0.02 5
0.008 mm
结束
谢谢大家！
一、 超声波在空气中传播速度的计算公式:
vt 331.45
1
t 273.15
1
0.31
rps p
m/s
其中参数
t,
r,
p 根据实验室的实际环境因数情况确定。 s
p 760mmHg
二、实验测试系统:
压电陶瓷换能器
实验装置连接示意图
三、 超声声速测量
测试内容
v f
vt 331.45
方向键区域
信号输出端
SG1005SP型 双路数字功率信号发生器面板图
前言
声波是一种在弹性媒质中传播的机械波。 振动频率在20Hz ～ 20KHz的声波称为可闻声 波，频率低于20Hz的声波称为次声波,频率超 过20KHz的声波称为超声波。对于声波特性的 测量(如频率、波长、波速、位相和声压衰减 等)是声学技术的重要内容，声速的测量在声 波定位、探伤和测距中有较广泛的应用。
2、 值的测量：
（1） 驻波法测量：
L
Ln1
Ln
2
（2） 相位法测量：
压电陶瓷换能器
(相位法时：示波器设置在X-Y的工作方式)
2
2
L Ln1 Ln 2
2
四、 数据处理提示
用完整的式子表示测量结果
i
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
超声波测速仪原理
超声波测速仪原理
超声波测速仪是一种利用超声波的传播速度来测量物体速度的设备。
它基于超声波的速度在各种介质中都具有一定的固定值的原理。
具体工作原理如下：
1. 发射器发射超声波：超声波发射器产生高频的超声波信号，并将其传播到被测物体上。
2. 超声波在介质中传播：超声波会在介质中以一定的速度传播，其传播速度与介质的密度和弹性特性有关。
3. 超声波被反射回来：当超声波遇到被测物体时，一部分超声波会被物体表面反射回来并返回到测速仪。
4. 接收器接收反射信号：超声波接收器接收返回的超声波信号，并将其转化为电信号。
5. 信号处理：接收到的电信号会经过信号处理电路，进行滤波、放大等处理，以便更好地分析测量结果。
6. 计算速度：根据超声波的传播时间和发射-接收的距离，计
算被测物体的速度。
通常，速度可以使用以下公式来计算：速度=距离/时间。
超声波测速仪的测量精度受到多种因素的影响，如超声波传播中的能量损失、信号干扰等。
为了提高测量精度，通常需要进行校准和校正操作，并选择合适的测量参数和设备。
实验4.2 测量超声波在空气中的传播速度
测量超声波在空气中的传播速度【实验简介】声波是一种在弹性介质中传播的机械波，它能在气体、液体和固体中传播，但在各种介质中的传播速度是不同的。
声波的振动频率在20Hz～20KHz时，可以被人听见；频率低于20Hz的声波称为次声波；频率高于20KHz的声波称为超声波。
对于声波特性（如频率、波长、波速、相位等）的测量是声学技术的重要内容。
声速的测量在声波定位、探伤、测距中有广泛的应有。
本实验分别采用驻波法和相位法测量超声波在空气中的传播速度。
【实验目的】1. 学会使用驻波法和相位法测定超声波在空气中的传播速度。
2. 深刻理解驻波的特性，以及相位的物理含义。
3. 了解产生和接收超声波的原理。
【预习思考题】1. 什么是驻波以及驻波的特点是什么？2. 什么是共振？如何判断测量系统是否处于共振状态？3. 如何确定最佳工作频率？4.相位法中比较的相位是哪两个相位？【实验仪器】示波器，声速测试仪，信号发生器。
【实验原理】1. 声速的测量声波在空气中是以纵波传播的，其传播速度v和声源的振动频率f以及波长λ有如下关系：测出声波波长和声源的振动频率就可以由式（4.2.1）求出声波的传播速度。
声波波长的测量通常用驻波法和相位法来测量。
1.1 驻波法测声速驻波法就是利用入射波和反射波在一定条件下干涉形成驻波进行测量的。
由波动理论可知：声源产生的声波信号经媒质垂直入射到某一刚性反射面上，就会被反射回来，形成反射波，在声源和反射界面之间，入射波和反射波发生干涉形成驻波。
改变声源和刚性反射面之间的距离l ，驻波场中各质点振动的振幅也在发生变化，当声源到刚性反射面之间的距离满足 2λn l = （4.2.2）时，各质点振动的振幅最大，这时在声源和刚性反射面之间各质点处于驻波共振状态。
保持声源位置不变，沿波的传播方向上，改变刚性反射面的位置x ，在满足式（4.2.2）的位置上可以观察到驻波共振状态。
由式（4.2.2）可知：相邻两次出现驻波共振状态对应的刚性反射面移动的距离x ∆为2λ，即 2λ=∆x ( 4.2.3)只要测出相邻两次出现驻波共振状态对应刚性反射面之间的距离x ∆，就可以求出声波的波长，从而由式( 4.2.1 )计算出声速。
超声波传播速度的测量实验总结
超声波传播速度的测量实验总结嘿，朋友们！今天咱就来唠唠超声波传播速度的测量实验。
你说这超声波，看不见摸不着的，咋测量它的速度呢？这可难不倒咱聪明的实验者们。
咱就好比是在跟超声波玩一场捉迷藏的游戏。
首先得有合适的工具吧，就像你去抓迷藏得有双能跑的鞋一样。
那些个专业的仪器就是咱的秘密武器啦。
然后呢，设置好实验的场景，这就像是给游戏搭个舞台。
让超声波能在里面尽情地“奔跑”。
接着就开始实际操作啦。
你想想，这就像是你在努力追寻那个藏起来的小伙伴。
通过各种巧妙的方法，一点一点地去接近真相。
比如说，用一个发射器发出超声波，再在另一个地方用接收器接收。
这中间的时间差可就是关键啦！时间过得越久，是不是就说明超声波跑的路程越远呀？那咱就能算出它的速度啦。
哎呀，这多有意思啊！就好像你知道小伙伴从这个点跑到那个点用了多久，就能算出他跑的速度一样。
在这个实验过程中，可不能马虎哟！一点点的误差都可能让结果变得不准确。
这就好比你找小伙伴的时候，看错了方向或者听错了声音，那不就找不到啦。
而且哦，这个实验还得反复做几次呢，为啥呀？就像你投篮，多投几次才能更准嘛。
这样得到的结果才更可靠呢。
你说，咱生活中有多少神奇的东西等着我们去探索呀。
这超声波传播速度的测量实验，不就是一个很好的例子嘛。
通过这个实验，我们能更加了解这个看不见摸不着的世界。
这实验啊，就像是打开了一扇通往未知世界的门，让我们能看到那些平时注意不到的奇妙之处。
它让我们感受到科学的魅力和乐趣。
所以呀，大家可别小看了这些实验哦。
它们可是我们探索世界的重要途径呢。
让我们一起投入到这有趣的科学世界中吧，说不定还能发现更多的惊喜呢！。
【精品】超声声速的测定
【精品】超声声速的测定
超声波是指频率大于20000Hz的声波。
它具有穿透性、波长短、散射少、易于控制等
特点，被广泛应用于医学、材料科学、工程技术等领域。
超声波传播的速度称为声速，它
与介质的密度和弹性系数有关，因此可用来检测介质的物性参数。
下面介绍几种常见的测
定超声速度的方法。
1. 直接测量法
直接测量法是指将声波传播的时间和距离直接测量出来，再根据声速的定义计算出超
声波在介质中的传播速度。
这种方法需要一个标定介质，即已知声速的介质，可以通过与
标定介质中声速的比较来确定其它介质中声速的大小。
直接测量法适用于介质稳定、温度
恒定的情况。
2. 回声法
回声法是指在介质中发射一束超声波，在介质内部遇到界面时会发生反射，反射回来
的波形成回声，通过测量回声时间和距离，可以计算出声速的大小。
回声法适用于检测介
质内部结构和界面。
3. 共振法
共振法是指将介质放在一个空腔中，空腔中发生共振时，产生的超声波在介质中传播，测量超声波在介质中传播的时间和距离，就可以计算出声速。
共振法可以测量介质中物理
量的变化，例如温度、压力、密度等。
4. 相位比较法
相位比较法是指将超声波发射到两个介质中，在两个介质中传播后，在接触面处会有
反射和折射，通过测量反射和折射波的相位差，可以计算出超声波在两个介质中的传播速度。
相位比较法适用于介质密度和厚度的变化较小的情况。
总之，测量超声波的声速是一项重要的实验技术，在多个领域有广泛应用。
不同的测
量方法各有优缺点，应根据需要选择合适的方法进行测量。
超声声速测量实验报告
一、实验目的1. 理解超声波的基本物理特性和产生机制。
2. 掌握相位法测量超声波声速的方法。
3. 学会使用逐差法处理实验数据。
4. 测量超声波在介质中的吸收系数和反射系数。
5. 运用超声波检测声场分布。
6. 学习超声波的产生与接收原理。
7. 通过相位法与共振干涉法测量声音在空气中的传播速度，并与公认值进行比较。
8. 观察与测量声波的双缝干涉与单缝衍射现象。
二、实验原理超声波是一种频率高于人耳听觉上限（约20kHz）的声波。
其传播速度与介质的性质有关，主要受到介质密度和弹性模量的影响。
本实验采用相位法测量超声波声速，即通过测量超声波的波长和频率，计算出声速。
三、实验器材1. 型声速测量综合实验仪2. 示波器3. 信号发生仪4. 声波发射器5. 声波接收器6. 温度计7. 卷尺8. 秒表四、实验步骤1. 将实验仪器的各个部分连接好，包括声波发射器、声波接收器、示波器、信号发生仪等。
2. 校准实验仪器，确保其工作正常。
3. 测量环境温度，并记录数据。
4. 使用相位法测量超声波在空气中的传播速度：a. 将声波发射器与信号发生仪连接，调整信号发生仪的频率至超声波频率范围。
b. 将声波接收器放置在距离声波发射器一定距离的位置。
c. 在示波器上观察声波信号，调整声波接收器的位置，直到在示波器上观察到两个同相的声波信号。
d. 测量两个同相信号之间的距离，即为超声波的波长。
e. 计算超声波的传播速度：声速 = 频率× 波长。
5. 使用共振干涉法测量超声波在空气中的传播速度：a. 将声波发射器与声波接收器放置在共振腔内。
b. 调整信号发生仪的频率，直到在共振腔内观察到共振现象。
c. 测量共振频率，并计算超声波的传播速度：声速 = 频率× 波长。
6. 测量超声波在介质中的吸收系数和反射系数：a. 将声波发射器与声波接收器放置在待测介质中。
b. 调整信号发生仪的频率，使超声波在介质中传播。
c. 测量超声波在介质中的传播速度，并计算吸收系数和反射系数。
超声波测车速物理题解法
超声波测车速物理题解法一、超声波测车速原理超声波测车速是基于超声波传播的速度和时间来计算车辆行驶速度的一种方法。
超声波发生器发出超声波信号，经过车辆反射回来，然后由接收器接收反射回来的信号。
根据超声波在空气中的传播速度（约为340m/s）和传播时间，可以计算出车辆的速度。
二、超声波测车速物理题解法1.基础题型（1）题目特点：直接给出超声波传播的时间和速度，求车辆行驶速度。
解题步骤：1）根据超声波传播的时间和速度计算车辆行驶距离；2）根据行驶距离和时间计算车辆速度。
（2）题目特点：给出超声波传播的时间、速度和车辆行驶距离，求车辆速度。
解题步骤：1）根据超声波传播的时间和速度计算超声波传播的距离；2）根据车辆行驶距离和超声波传播距离比较，判断车辆是否处于静止状态；3）若车辆处于静止状态，直接得出车辆速度；若车辆处于运动状态，根据行驶距离和时间计算车辆速度。
2.进阶题型（1）题目特点：给出超声波传播的时间、速度和车辆行驶距离，但车辆速度与超声波传播速度不同。
解题步骤：1）根据超声波传播的时间和速度计算超声波传播的距离；2）根据车辆行驶距离和超声波传播距离比较，判断车辆是否处于静止状态；3）若车辆处于静止状态，直接得出车辆速度；若车辆处于运动状态，根据行驶距离和时间计算车辆速度；4）考虑车辆速度与超声波传播速度的差异，对计算结果进行修正。
（2）题目特点：车辆行驶过程中，超声波传播速度发生变化。
解题步骤：1）根据超声波传播的时间和速度计算超声波传播的距离；2）根据车辆行驶距离和超声波传播距离比较，判断车辆是否处于静止状态；3）若车辆处于静止状态，直接得出车辆速度；若车辆处于运动状态，根据行驶距离和时间计算车辆速度；4）根据超声波传播速度的变化，对计算结果进行修正。
3.综合题型（1）题目特点：给出超声波传播的时间、速度和车辆行驶距离，同时考虑车辆行驶过程中的加速度或减速度。
解题步骤：1）根据超声波传播的时间和速度计算超声波传播的距离；2）根据车辆行驶距离和超声波传播距离比较，判断车辆是否处于静止状态；3）若车辆处于静止状态，直接得出车辆速度；若车辆处于运动状态，根据行驶距离和时间计算车辆速度；4）根据题目给出的加速度或减速度，对计算结果进行修正。
用时差法测量超声声速
用时差法测量超声声速超声声速是指声波在材料中传输的速度。
超声测量技术是一种无损检测技术，被广泛应用于工业、医学和科学等领域。
用时差法测量超声声速可以精确地确定材料的声速，从而确定材料的物理性质和结构特征。
在此文中，将详细介绍用时差法测量超声声速的方法。
一、实验介绍1、实验目的2、实验原理超声波在材料中的传播速度与材料的密度、弹性模量、泊松比、温度等物理性质有关系。
在同种材料中，超声波的传播速度是一定的，因此可以根据传播时间和经过的距离计算超声波的传播速度。
时差法是一种常用的测量超声声速的方法，它利用超声波在材料中传播的时间差来推测声速。
3、实验设备超声波测厚仪、试件。
4、实验步骤（1）准备试件：选取材料试件，并用切割机切割出标准厚度的试件。
（2）调整仪器：打开超声波测厚仪，按照说明书调整好，设置好试件材料、试件厚度等参数。
操作人员应全程根据操作说明书进行操作。
（3）测量试件厚度：测量试件的厚度，以便计算声速时能够得到试件中声波传播的距离。
（4）超声波测量：将超声波探头贴在试件的表面上，发出超声波，测量声波在试件中传播的时间，以得到声速。
5、数据处理经过以上测量，我们将得到两个不同位置上声速测量的时间，根据声波传播的速度公式，可以计算出声速。
超声波在材料中传播速度的计算公式如下：声速＝传播距离/传播时间其中，传播距离指的是声波在物质中传播的距离，传播时间指的是声波在物质中传播的时间。
以国际通用单位m/s（米每秒）表示。
二、实验结果我们使用超声波测厚仪对试件进行了测量，得到了声速测量数据，如下表所示。
测量点传播时间（μs）传播距离（mm）声速（m/s）1 62.1 40.00 642.282 64.3 40.00 621.11计算结果表明，在试件中，声波的传播速度约为621.11m/s ~ 642.28m/s。
根据超声波测厚仪测量数据计算，我们测得试件中声波的传播速度在621.11m/s ~ 642.28m/s之间。
超声波传播速度的测定
五、注意事项
换能器发射端与接收端间距一般要在5cm 以上测量数据，距离近时可把信号源面板 上的发射强度减小，随着距离的增大可适 当增大；
入射波
反射波
示波器上图形失真时可适当减小S发1 射强度；
S2
干涉法(驻波法)测量波长
入反射射波波：： y Acost(2x) y Acost(2 x) 1干介置当S2介相之置频用 置根用声置2当换根相2置相用） ） ） ）V涉于示于位间示率共示据相速示能据位示位相-正逆逆逆D法 2波 2差 距 波 介 振波 声 位 测 波 器 声 差 波 差 位H00压压压压(器从离器于干 器波比试器发波从器从比kk系驻电电电电形形HH功0改功2涉 功各较仪功射各0功0较列波zz0～～～效效效效成成能变能法 能参法系能端参能法～～H声法应应应应驻驻111于半于测 于量测统于与量于测z55速)～88800波波测::::个量 之量的接之量XXXXX000测00当当当当2－－－－－共共量000波声 间声连收间声MM0试压压压压YYYYY振振k波HH长速 的速接端的速变变变仪方方方方方H电 电 电 电zz长；关；与间关；z的，的，化化化式式式式式，陶陶陶陶的系调距系称任称任，，，，，，，，则瓷瓷瓷瓷机可试一可为意为意李李李合合合合合相片片片片械知般知超两超两萨萨萨成成成成成位两两两两波：要：声个声个如如如振振振振振差端端端端12振在波相波相图图图动动动动动改受外外外动5邻邻形形形方方方方方变到加加加c在m的的程程程程程1应电电电分分分弹8以共共为为为为为力压压压别别别0性上振振0：：：：：作时时时为为为介。测态态用，，，： ： ：质量之之时陶陶陶中数间间，瓷瓷瓷的据，，两片片片传，SS端将将将播22距面产产产的的就离间生生生L形近将伸伸伸成时产缩缩缩声可生形形形波把电变变变信场，，，号强这这这源度就就就面是是是E，板逆逆逆这上压压压就的电电电是发效效效压射应应应电强效度应减小，随着距离的增大可适当增大；
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超声波在固体中传播速度的测量
在固体中传播的声波是很复杂的，它包括纵波、横波、扭转波、弯曲波、表面波等，而且各种声速都与固体棒的形状有关，金属棒一般为各向异性结晶体，沿任何方向可有三种波传播。
【实验目的】
1、学会用时差法测定超声波在固体中的传输速度。
2、学会用逐差法处理实验数据。
3、熟悉数字示波器等仪器的使用。
【实验原理】
时差法测量原理：
在实际工程中，时差法测量声速得到广泛的应用。
时差法测试声速的基本原理是基于速度V=距离S/时间T，通过在已知的距离内计测声波传播的时间；从而计算出声波的传播速度，在一定的距离之间由控制电路定时发出一个声脉冲波，经过一段距离的传播后到达接收换能器。
接收到的信号经放大，滤波后由高精度计时电路求出声波从发出到接收这个在介质传播中经过的时间，从而计算出在某一介质中的传播速度。
只因为不用目测的方法，而由仪器本身来计测，所以其测量精度相对于前面两种方法要高。
同样在液体中传播时，由于只检测首先到达的声波的时间，而与其它回波无关，这样回波的影响比较小，因此测量的结果较为准确，所以工程中往往采用时差法来测量。
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：速度V=距离L/时间t。
通过测量二换能器发射接收平面之间距离L和时间t ,就可以计算出当前介质下的声波传播速度。
图5-5 发射波与接收波
【仪器与器材】
SVX-7声速测试仪信号源、SV-DH-7A型测试架、数字示波器、材料样品（有机玻璃棒、铝棒等）
【实验内容与步骤】
1、时差法测量超声波在固体中传播速度步骤
图5-6 时差法测量超声波在固体中传播速度接线图
（1）按图5-6接线，将测试方法设置到脉冲波方式将，接收增益调到适当位置（一般为最大位置），以计时器不跳字为好。
（2）将发射换能器发射端面朝上竖立放置于托盘上，在换能器端面和固体棒的端面上涂上适量的耦合剂，再把固体棒放在发射面上，使其紧密接触并对准，然后将接收换能器接收端面放置于固体棒的上端面上并对准，利用接收换能器的自重与固体棒端面接触。
（3）这时计时器的读数为t
i-1，固体棒的长度为L
i-1。
移开接收换能器，
将另1根固体棒端面上涂上适量的耦合剂，置于下面一根固体棒之上，并保持
良好接触，再放上接收换能器，这时计时器的读数为t
i ，固体棒的长度为L
i。
则声速C
i =（L
i
-L
i-1
）/（t
i
-t
i-1
）。
分别测量超声波在有机玻璃棒、铝棒中的
传播速度，填入表5-3中。
（4）测量超声波在不同固体介质中传播的平均速度时，只要将不同的介质同时置于两换能器之间就可进行测量。
因为固体中声速较高、固体棒的长度有限等原因，测量所得结果仅作参考。
2. 液体介质声速的测量
当使用液体为介质测试声速时，按图6所示进行接线。
将测试架向上小心提起，就可对测试槽中注入液体，以把换能器完全浸没为准，注意液面不要过高，以免溢出。
选择合适的脉冲波强度，即可进行测试，步骤与4相同。
使用时应避免液体接触到其他金属件，以免金属物件被腐蚀。
使用完毕后，用干燥清洁的抹布将测试架及换能器清洁干净。
【注意事项】
1、使用时，应避免声速测试仪信号源的功率输出端短路。
2、严禁将液体（水）滴到数显尺杆和数显表头内，如果不慎将液体（水）滴
到数显尺杆和数显表头上，请用60℃以下的温度将其烘干，即可使用。
3、数显尺用后应关闭电源。
【数据处理】
1、列表记录用时差法测量有机棒及金属棒的实验数据。
（1）三根相同长度和材质的待测棒，利用叠加获得不同的长度。
（2）每个长度所测得相对应的时间。
（3）求出相应的差值，然后计算出声速，并与理论声速传播测量参数进行比较，并计算百分误差。
2、固体中的纵波声速：
铝：C棒=5150m/s， C块=6300m/s
铜：C棒=3700m/s， C块=5000m/s
钢：C棒=5050m/s， C块=6100m/s
玻璃：C棒=5200m/s， C块=5600m/s
有机玻璃：C棒=1500～2200m/s，C块=2000～2600m/s 注：以上数据仅供参考。
由于介质的成分和温度的不同，实际测得的声速范围可能会较大。
【思考题】
1、声速测量中共振干涉法、相位法、时差法有何异同？
2、声音在不同介质中传播有何区别？声速为什么会不同？。