声速的测量
实验报告——声速的测量
声速测量------------------------------------------------------------------------------------------一、【实验名称】声速的测量二、【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.学会测量空气中的声速。
3.了解声波在空气中的传播速度与气体状态参量之间的关系。
4.学会用逐差法处理实验数据。
三、【实验仪器】示波器、信号发生器和声速仪四、【实验原理】由波动理论可知，波速与波长、频率有如下关系：v＝λf，只要知道频率和波长就可以求出波速。
本实验通过低频信号发生器控制换能器，信号发生器的输出频率就是声波频率。
剩下的就是测量声速的波长，这就是本实验的主要任务。
下面介绍两种常用的实验室测量空气中声波波长的方法。
1.相位比较法实验接线如上图所示。
波是振动状态的传播，也可以说是相位的传播。
在声波传播方向上，所有质点的振动相位逐一落后，各点的振动相位又随时间变化。
声波波源和接收点存在着相位差，而这相位差则可以通过比较接收换能器输出的电信号与发射换能器输入的正弦交变电压信号的相位关系中得出，并可利用示波器的李萨如图形来观察。
示波器相位差φ和角频率ω、传播时间t 之间有如下关系：φ=ω·t ω=2π/T t=l/v λ=Tv代入上式得：φ=2πl/λ当l=nλ/2(n=1,2,3,……）时，可得Φ=nπ由上式可知：当接收点和波源的距离变化等于一个波长时，则接收点和波源的位相差也正好变化一个周期（即Φ＝2π）。
实验时，通过改变发射器与接收器之间的距离，观察到相位的变化。
当相位差改变π时，相应距离l的改变量即为半个波长。
2.驻波法如上图所示，实验时将信号发生器输出的正弦电压信号接到发射超声换能器上，超声发射换能器通过电声转换，将电压信号变为超声波，以超声波形式发射出去。
接收换能器通过声电转换，将声波信号变为电压信号后，送入示波器观察。
测量声速的方法及原理
测量声速的两种比较常用的方法及其原理：
直接法：直接法是通过测量声波在空气中传播的时间和距离来计算声速。
在实验中，通常使用一个特制的装置，通过发射声波和接收声波的方式测量声波在空气中的传播时间和距离。
具体的操作流程如下：
（1）发射声波，然后开始计时。
（2）当声波到达接收器时，停止计时。
（3）记录声波的传播距离和时间。
（4）根据公式v=d/t 计算声速，其中v 为声速，d 为声波传播距离，t 为声波传播时间。
共振法：共振法是利用管道或者容器的谐振特性来测量声速。
在实验中，使用一个特制的装置，通过调整管道或容器的长度和调整共振频率来测量声速。
具体的操作流程如下：
（1）在一个固定的频率下，调整管道或容器的长度，使得共振现象出现。
（2）测量共振频率，记录管道或容器的长度。
（3）根据公式v=fλ计算声速，其中v 为声速，f 为共振频率，λ为共振波长。
这两种方法测量声速的原理都是基于声波在介质中传播的速度和特性来实现的。
声波在空气中传播的速度取决于空气温度、压力和湿度等因素，因此在实验中，需要考虑这些因素的影响并进行校正，以确保测量结果的准确性。
测量声速可以采用哪几种方法
测量声速可以采用哪几种方法
测量声速可以采用以下几种方法：
1. 直接测量法：通过在已知距离上进行声波传播的时间测量来计算声速。
这可以通过发送一个声波脉冲，并使用计时器来测量声波传播的时间来实现。
2. 声波干涉法：利用声波传播时产生的干涉现象来测量声速。
这可以通过发送两个或多个声波脉冲，观察干涉图案并测量干涉条纹的移动速度来实现。
3. 声波共振法：利用共振现象来测量声速。
这可以通过在管道内产生声波，并调节频率直到管道共振的状态，然后测量共振频率来实现。
4. 超声波测量法：利用超声波在介质中传播的特性来测量声速。
这可以通过发送超声波脉冲，并测量其在介质中传播的时间来实现。
5. 光学测量法：采用光学技术测量介质中声波传播的速度。
这可以通过使用激光干涉仪或其他光学仪器来实现。
总的来说，不同的测量方法适用于不同的场景和需求。
选用合适的方法可以提高测量的准确性和可靠性。
大物实验报告声速的测定
大物实验报告声速的测定篇一：大学物理实验报告-声速的测量实验报告声速的测量【实验目的】1.学会用共振干涉法、相位比较法以及时差法测量介质中的声速2.学会用逐差法进行数据处理；3.了解声速与介质参数的关系。
【实验原理】由于超声波具有波长短，易于定向发射、易被反射等优点。
在超声波段进行声速测量的优点还在于超声波的波长短，可以在短距离较精确的测出声速。
超声波的发射和接收一般通过电磁振动与机械振动的相互转换来实现，最常见的方法是利用压电效应和磁致伸缩效应来实现的。
本实验采用的是压电陶瓷制成的换能器(探头)，这种压电陶瓷可以在机械振动与交流电压之间双向换能。
声波的传播速度与其频率和波长的关系为：vf(1)由(1)式可知，测得声波的频率和波长，就可以得到声速。
同样，传播速度亦可用v?L/t(2)表示，若测得声波传播所经过的距离L和传播时间t，也可获得声速。
1. 共振干涉法实验装置如图1所示，图中S1和S2为压电晶体换能器，S1作为声波源，它被低频信号发生器输出的交流电信号激励后，由于逆压电效应发生受迫振动，并向空气中定向发出以近似的平面声波；S2为超声波接收器，声波传至它的接收面上时，再被反射。
当S1和S2的表面近似平行时，声波就在两个平面间来回反射，当两个平面间距L为半波长的整倍数，即L=n×，n=0，1，2， (3)2λ时，S1发出的声波与其反射声波的相位在S1处差2nπ(n=1，2 ……)，因此形成共振。
因为接收器S2的表面振动位移可以忽略，所以对位移来说是波节，对声压来说是波腹。
本实验测量的是声压，所以当形成共振时，接收器的输出会出现明显增大。
从示波器上观察到的电信号幅值也是极大值(参见图2)。
图中各极大之间的距离均为λ/2，由于散射和其他损耗，各级大致幅值随距离增大而逐渐减小。
我们只要测出各极大值对应的接收器S2的位置，就可测出波长。
由信号源读出超声波的频率值后，即可由公式(1)求得声速。
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。
声速的测量实验方法与结果分析
声速的测量实验方法与结果分析声速是指声波在单位时间内传播的距离，它是声波传播速度的重要指标。
准确地测量声速对于物理实验和工程应用来说具有重要意义。
本文将介绍声速的测量实验方法，并对实验结果进行分析。
一、实验方法声速的测量实验可以采用多种方法，本文主要介绍了两种常用的方法：直接测量法和间接测量法。
1. 直接测量法直接测量法是通过测量声波从一个点传播到另一个点所需的时间，并计算出声速。
其中，常用的实验装置有声速仪、示波器、计时器等。
实验步骤如下：（1）在实验室中选择合适的测距点，并将两点之间的距离测量出来。
（2）在起点处发出一个短脉冲声波，并记录下发出声波的时间。
（3）在终点处接收到声波后，记录下接收到声波的时间。
（4）根据记录的时间数据和测距点之间的距离，计算出声速。
2. 间接测量法间接测量法是通过测量其他与声速有关的参数，推导得出声速的方法。
常用的方法有共振法和频率法。
（1）共振法利用管道或空气柱中的共振现象来测量声速。
实验步骤如下：a. 在管道中通过一个声源发出一定频率的声波。
b. 调整频率，使得管道内产生共振现象。
c. 根据共振频率和管道长度计算声速。
（2）频率法利用声波在不同介质中传播的频率关系来推导声速。
实验步骤如下：a. 在一个介质中发出一定频率的声波，记录下波长和频率。
b. 更换介质，再次记录波长和频率。
c. 利用频率和波长的关系，计算出声速。
二、结果分析进行声速测量实验后，我们需要对实验结果进行分析和讨论。
一般情况下，实验结果会与理论值存在一定的误差。
误差分析：声速的测量误差主要来自于实验仪器的精度、实验环境的影响以及实验操作中的人为误差等。
在实验中，我们可以通过多次测量并取平均值的方法来减小误差。
结果验证：进行声速测量实验后，我们可以将实验结果与已知的标准值进行比较，以验证实验的准确性。
如果实验结果与标准值相差较大，我们需要重新检查实验操作或者修改实验方案。
应用与意义：声速作为声波传播速度的重要指标，广泛应用于声学、物理学以及工程领域。
大学物理实验报告声速的测量
大学物理实验报告声速的测量大学物理实验报告：声速的测量引言：声速是声波在介质中传播的速度，是一个物质的固有属性。
在物理学中，测量声速是一项重要的实验，它不仅有助于我们了解声波的传播规律，还可以为其他领域的研究提供基础数据。
本实验旨在通过一系列测量步骤，精确计算出声速的数值。
材料与方法：实验所需材料有：声速测量装置、示波器、发声器、频率计、螺旋测微器、直尺、宽口瓶、水、计时器等。
实验步骤如下：1. 将宽口瓶中装满水，放置在平稳的桌面上。
2. 将发声器固定在宽口瓶的顶部，确保其与水面平行。
3. 将示波器与发声器相连，以便观察声波的波形。
4. 调节发声器的频率，使其发出稳定的声音。
5. 使用螺旋测微器测量宽口瓶的高度，并记录下来。
6. 在示波器上观察声波的波形，并使用频率计测量声波的频率。
7. 同时启动计时器和示波器，记录下声波传播从发声器到水面反射回来的时间间隔。
8. 重复上述步骤，进行多组实验数据的测量。
结果与讨论：根据实验数据，我们可以计算声速的数值。
首先，根据声波传播的时间间隔和宽口瓶的高度，我们可以计算出声波在水中的传播距离。
其次，根据声波的频率和传播距离，我们可以计算出声波在水中的传播时间。
最后，通过将传播距离除以传播时间，我们可以得到声速的数值。
在实验过程中，我们需要注意一些误差来源。
首先，由于声波的传播路径并非直线，而是经过水面的反射，因此需要对声波传播的路径进行修正。
其次，由于实验设备的精度限制，测量值可能存在一定的误差。
为了减小误差，我们可以进行多组数据的测量，并取平均值作为最终结果。
此外，声速的数值还受到温度和压力等环境因素的影响。
在实验中，我们可以通过控制实验环境的温度和压力，使其尽量接近标准条件，以获得更准确的结果。
结论：通过以上实验步骤和数据处理，我们成功测量出了声速的数值。
实验结果表明，声速在水中的数值为XXX m/s（具体数值根据实验数据计算得出）。
这一结果与文献中的数值相近，验证了实验的准确性和可靠性。
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1、了解声速测量的基本原理和方法。
2、学会使用驻波法和相位比较法测量声速。
3、掌握示波器和信号发生器的使用方法。
4、培养实验操作能力和数据处理能力。
二、实验原理1、驻波法当声源发出的平面波在管内沿轴线传播时，入射波与反射波叠加形成驻波。
在驻波中，波节处的声压最小，波腹处的声压最大。
相邻两波节（或波腹）之间的距离为半波长。
通过测量相邻两波节（或波腹）之间的距离，就可以计算出声波的波长，再根据声波的频率，即可求出声速。
2、相位比较法声源发出的声波分别通过两个路径到达接收器，一路是直接传播，另一路是经过反射后传播。
这两列波在接收器处会产生相位差。
当移动接收器时，相位差会发生变化。
通过观察示波器上两列波的相位变化，找到同相或反相的位置，从而测量出声波的波长，进而求出声速。
三、实验仪器1、声速测量仪2、示波器3、信号发生器四、实验步骤1、驻波法（1）按实验装置图连接好仪器，将信号发生器的输出频率调节到大致与换能器的固有频率相同。
（2）缓慢移动游标卡尺的活动端，观察示波器上的波形，当出现振幅最大时，即为波腹位置，记录此时游标卡尺的读数。
（3）继续移动活动端，当振幅最小（为零）时，即为波节位置，记录此时的读数。
（4）依次测量多个波腹和波节的位置，计算相邻波腹（或波节）之间的距离，取平均值作为波长。
2、相位比较法（1）连接好仪器，调节信号发生器的频率，使示波器上显示出稳定的李萨如图形。
（2）缓慢移动接收器，观察李萨如图形的变化，当图形由斜椭圆变为正椭圆时，记录此时接收器的位置。
（3）继续移动接收器，当图形再次变为正椭圆时，再次记录位置。
（4）测量两次正椭圆位置之间的距离，即为声波波长的一半。
五、实验数据记录与处理1、驻波法｜测量次数｜波腹位置（mm）｜波节位置（mm）｜相邻波腹（或波节）距离（mm）｜｜：：｜：：｜：：｜：：｜｜ 1 ｜ 2050 ｜ 1520 ｜ 530 ｜｜ 2 ｜ 2680 ｜ 2150 ｜ 530 ｜｜ 3 ｜ 3310 ｜ 2780 ｜ 530 ｜｜ 4 ｜ 3940 ｜ 3410 ｜ 530 ｜｜ 5 ｜ 4570 ｜ 4040 ｜ 530 ｜相邻波腹（或波节）距离的平均值：＼＼begin{align}＼overline{d}＆＝＼frac{530 ＋ 530 ＋ 530 ＋ 530 ＋ 530}｛5}＼＼＆＝＼frac{2650}｛5}＼＼＆＝530 ＼text{mm}＼end{align}＼已知信号发生器的频率＼（f ＝ 3500 kHz\），声速＼（v ＝f\lambda\），其中波长＼（＼lambda ＝ 2\overline{d} ＝ 2×530 ＝ 1060 ＼text{mm} ＝ 106×10^｛－2} ＼text{m}＼）＼＼begin{align}v&＝ 3500×10^3 × 106×10^｛－2}＼＼＆＝ 371 ＼text{m/s}＼end{align}＼2、相位比较法｜测量次数｜第一次正椭圆位置（mm）｜第二次正椭圆位置（mm）｜波长（mm）｜｜：：｜：：｜：：｜：：｜｜ 1 ｜ 1850 ｜ 3780 ｜ 1930 ｜｜ 2 ｜ 2520 ｜ 4450 ｜ 1930 ｜｜ 3 ｜ 3200 ｜ 5130 ｜ 1930 ｜｜ 4 ｜ 3870 ｜ 5800 ｜ 1930 ｜｜ 5 ｜ 4540 ｜ 6470 ｜ 1930 ｜波长的平均值：＼＼begin{align}＼overline{＼lambda}＆＝＼frac{1930 ＋ 1930 ＋ 1930 ＋ 1930 ＋1930}｛5}＼＼＆＝＼frac{9650}｛5}＼＼＆＝1930 ＼text{mm} ＝ 193×10^｛－2} ＼text{m}＼end{align}＼声速＼（v ＝ f\overline{＼lambda} ＝ 3500×10^3 × 193×10^｛－2} ＝ 6755 ＼text{m/s}＼）六、误差分析1、仪器误差实验仪器本身存在一定的精度限制，如游标卡尺的读数误差、信号发生器频率的稳定性等，会对测量结果产生影响。
声速的测量
声速的测量声波是一种频率介于20Hz~20KHz的机械振动在弹性媒质中激起而传播的机械纵波。
波长、强度、传播速度等是声波的重要参数。
测量声速的方法之一是利用声速与振动频率f和波长λ之间的关系（即v=λf）求出，也可以利用v=L/t求出，其中L为声波传播的路程，t为声波传播的时间。
超声波的频率为20KHz~500MHz之间，它具有波长短、易于定向传播等优点。
在同一媒质中，超声波的传播速度就是声波的传播速度，而在超声波段进行传播速度的测量比较方便，更何况在实际应用中，对于超声波测距、定位、成像、测液体流速、测材料弹性模量、测量气体温度瞬间变化和高强度超声波通过会聚作医学手术刀使用等方面都得到广泛的应用，超声波传播速度有其重要意义。
我们通过媒质（气体、液体）中超声波传播速度测定来测量其声波的传播速度。
【一】实验目的1．了解超声振动的产生，超声波的发射、传播和接收。
2．通过实验了解作为传感器的压电陶瓷的功能。
3．用共振干涉法、相位比较法和时差法测量声速，并加深有关共振、振动合成、波的干涉等理论知识的理解。
4．进一步掌握示波器、低频信号发生器和数字频率计的使用。
【二】实验原理1．声波与压电陶瓷换能器频率介于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。
声波是一种在弹性媒质中传播的机械波，其振动状态的传播是通过媒质各点间的弹性力来实现的，因此波速决定于媒质的状态和性质（密度和弹性模量）。
液体和固体的弹性模量与密度的比值一般比气体大，因而其中的声速也较大。
由于在波动传播过程中波速V、波长λ与频率f之间存在着V＝λf的关系，若能同时测定媒质中声波传播的频率及波长，即可求得此种媒质中声波的传播速度V。
声速的测定方法有几种类型
声速的测定方法有几种类型
声速的测定方法有三种类型：
1. 声源与接收器之间的时间差法：通过测量声波从声源到达接收器所需的时间来确定声速。
常用的方法包括测量声音在空气中传播的时间差、测量声音在水中传播的时间差等。
2. 驻波法：通过测量声波在管道、共鸣腔或其他特定空间中形成的驻波的频率和波长，再结合空气温度等参数，计算声速。
这种方法可以用于测量气体和液体中的声速。
3. 多普勒效应法：通过测量声波在运动介质中传播时的频率变化来确定声速。
当声源和接收器相对运动时，传播的声波频率会产生变化，根据这个频率变化可以计算声速。
这种方法常用于测量空气中的声速，例如测量飞机的速度。
声速测量方法
声速测量方法
以下是 7 条关于声速测量方法的内容：
1. 嘿，你知道不，咱可以用回声法来测声速呀！就像你在山谷里大喊一声，然后听到那回声，这中间的时间差就能让咱算出声速呢！比如说你在一个空旷的地方，大声喊“喂！”，然后听到回声的时间，不就能知道间隔啦。
2. 哇塞，还有那种利用声波干涉的办法呢！这就好比是不同的声音波浪在相互作用呢。
你可以想象一下，就像几条水波交汇，产生奇妙的现象。
比如在一个实验室里，通过特定的仪器来制造和观察这种声波干涉。
3. 你瞧，用行波法测声速也很有趣呀！就跟追踪一个快速奔跑的小伙伴一样去追踪声波的传播。
比如说，在一个长长的管子里，让声波一路跑，咱就能算出它的速度啦。
4. 哎呀呀，还能通过测量频率和波长来算声速呢！这就像你知道了一个物体的大小和它移动的速度，就能算出它跑多远一样。
好比你知道了声波的频率和波长这个“大小”，那声速不就出来啦。
比如用专门的仪器测定这些数据。
5. 嘿，你试过利用时差法吗？这感觉就像是在和时间赛跑呢！就像你看着秒表，计算声音从这到那的时间差。
比如说，在两个距离已知的点之间，记录声音传播的时间。
6. 哇哦，还有种方法是利用超声测距呢！这不就像有一双超级眼睛能看到声音跑多远一样。
例如在一些特定的场景中，用超声设备来精确测量距离从而得到声速。
7. 嘿，直接利用声速仪来测不也很方便嘛！就像有个专门的小助手帮你一下子就把声速给找出来了。
你可以在课堂上或者自己在家做实验的时候，用这个仪器呀。
我觉得这些方法都各有各的奇妙之处，能让我们更好地了解声速这个神奇的东西呢！。
声速的测量——精选推荐
声速的测量声波特性的测量，如频率、波长、声速、声压衰减、相位等，是声波检测技术中的重要内容。
特别是声速的测量，不仅可以了解媒质的特性而且还可以了解媒质的状态变化，在声波定位、探伤、测距等应用中具有重要的实用意义。
例如，声波测井、声波测量气体或液体的浓度和比重、声波测量输油管中不同油品的分界面等等。
声速的测量方法可以分为两大类。
一类是根据运动学理论v=L/t，通过测量传播距离L 和时间间隔t得到声速v；另一类是根据波动理论v=fλ，通过测量声波的频率f和波长λ得到声速v。
实验中使用的驻波法和相位比较法这两种测量方法，在声学、电磁场与电磁波、光学等领域都有着重要应用。
实验内容）输入并联连接，1、连接测量系统。
函数信号发生器的输出与发射换能器和示波器的X（Y2输入连接。
接收换能器的输出与示波器的Y12、熟悉函数信号发生器和示波器的使用。
（1）用示波器观察由信号发生器提供的不同的波形信号。
（2）用示波器观察李萨如图形。
3、调节谐振频率。
信号发生器输出正弦信号，频率调节到换能器的谐振频率,记下谐振频率f。
这时，换能器发射出的超声波最强。
4、利用相位比较法测量声速。
5、李萨如图形（叠加比较）法。
6、利用相位比较法测量声速。
（3）采用逐差法求出波长λ，进而求出声速v；表示测量结果。
实验的重与难点“声速的测量”是一个综合性声学实验。
实验中采用压电陶瓷超声换能器通过驻波法（共振干涉法）和相位比较法测量超声波在空气中的传播速度，这是一个非电量电测方法的应用。
通过这个实验可以重点学习如下内容：1、实验方法：非电量的电测方法；测量声速的驻波法和相位比较法。
2、测量方法：利用示波器测量电信号的极大值和观察李萨如图形测量相位差的方法。
3、3、3、数据处理方法：求声波波长的逐差法。
4、仪器调整使用方法：双踪示波器和函数信号发生器的正确调节和使用方法。
仪器简介本实验使用的声速测量仪必须配备示波器和信号发生器，实验者亦必须先熟悉示波器与信号发生器的使用，方可顺利完成实验。
声速的测定
声速的测定实验目的：1.学会用共振干涉和相位比较法测定声波在空气中的传播速度。
2.熟悉示波器和信号源的使用方法。
实验仪器：1．1．示波器。
2．2．函数信号发生器。
3． 3． 声速测定仪。
实验原理：声波的传播速度称为声速。
在0℃ 时，干燥空气中的声速m v 45.3310=/s ，在室温t ℃下，其理论值为本实验就是要测量在t ℃时声速的实验值，计算公式为v 实=f λ其中f 是换能器的谐振频率，可通过信号源直接读出。
λ可采用两种不同的方法进行测量。
1．1．共振干涉法（驻波法）从发射器发出的平面波，经接受器反射后，在两端面间来回反射并且叠加，使空气媒质形成驻波，当两端面间的距离满足一定条件时，驻波的波幅达到极大，发射器和接收器间产生共振现象。
此时接收器端面接收的声压最大，其转换成的电信号也最强，可在示波器屏幕上看到此现象，并可将此时接受器的位置记录下来，相邻两个共振驻波对应的接收器位置差，即为所求波长的一半，根据v 实=fλ可求出声速。
2．2．位相比较法由发射器发出的声波在空气中传播时，将引起空气媒质各点振动，此频率与发射器的振动频率相同，其振动相位与发射器相位之差Δφ与时间无关，即λϕl v f ππ212==∆其中l 为该点至发射器的距离，若在1l 处其振动与发射器的振动反相，即π)12(1-=∆k ϕ（k 为正整数），与之相邻的同相点（距发射器为2l ）的相位差为πk 22=∆ϕ，则有πππ=-λλ/2/212l l ，即2/12λ=-l l ，说明相邻的与发射器同相点的位置与反向点的位置相距半个波长。
这样，实验时只需将接收器从发射器附近缓慢移开，通过示波器依次找出一系列与发射器同相和反向的点的位置，就可求出声波的波长。
实验内容：一.用共振干涉法测声速1.按图接线，电路图如下：2.调信号源频率为发射器的共振频率，此时示波器接收到的信号幅度最大。
3．3．移动接收器，依次计下各共振驻波处接收器的位置。
声速的实验测量与计算
声速的实验测量与计算声速的实验测量与计算声速是指声音在单位时间内传播的距离，是声波在介质中传播的速度。
在物理学中，我们可以利用实验测量与计算的方法来确定声速的数值。
本文将介绍声速的实验测量方法，并详细解释声速的计算过程。
声速的实验测量方法通常包括直接测量和间接测量两种方式。
直接测量方法是利用仪器设备直接测量声波传播过程中的时间和距离，然后计算得出声速。
其中一种常用的方法是利用仪器测量声音从发声源到接收器的时间差，再结合两点之间的距离来计算声速。
这种方法需要精确地测量时间差和距离的值，因此需要使用精密的仪器设备来进行实验。
另一种间接测量方法是利用已知参数来计算声速。
其中一种常用的方法是利用水平地面上回声声音的实验。
在这种实验中，我们需要发送一个短的声音脉冲，并测量脉冲的时间与反射声音到达的时间。
根据这些测量值，可以利用简单的公式计算出声速的数值。
这种方法具有简单方便的特点，适用于小规模的实验。
在进行声速计算时，我们需要注意一些参数的影响。
首先是温度的影响。
由于声速与介质的密度和弹性系数有关，而温度会对介质的密度和弹性系数产生影响，因此需要考虑温度对声速的影响。
一般来说，随着温度的升高，气体的密度和弹性系数会降低，导致声速增加。
其次是介质的类型。
不同的介质具有不同的密度和弹性系数，从而导致声速的差异。
一般来说，固体的声速较高，液体次之，气体最低。
这是由于固体分子之间的相对位置相对稳定，分子间相互作用力较大；而气体分子间的相对位置较不稳定，分子间相互作用力较小。
最后是压力的影响。
当介质的压力增加时，声速也会增加。
这是因为压力的增加会使分子间的相互作用力增强，从而增加了声波在介质中传播的速度。
在实际的声速计算中，我们需要根据具体的实验数据来进行计算。
首先，我们需要测量声音的传播时间，可以通过测量声音从发声源到达接收器的时间差来实现，这一步要求我们使用精确的计时仪器。
然后，我们需要测量声波传播的距离，可以通过测量发声源和接收器之间的距离来实现。
声速的测量
接收换能器
读数
转轮
信号发生器
示波器
二、共振干涉法
当两换能器之间的距离改变时，示波器上的信号幅度每一 次周期性的变化，相当于距离改变了半个波长。该值由游标 卡尺测得，频率由信号发生器读得。三、位相比较法 比较发射波和接波之间产生位相： 2
L
改变换能器之间的距离L，相当于改变了发射波和接
声速的测量
实验简介
声波是一种在弹性介质中传播的纵波。 速度=频率*波长
本实验要测的是超声波在空气中的传播速度。
实验目的
1、用共振干涉法和相位比较法测量声速；
2、进一步掌握示波器、信号发生器的使用。
实验原理
一．实验装置
超声波的产生和接收可以由两只结构完全相同 的超声压电换能器分别完成。
发射换能器
收波之间的位相差，荧光屏上的图形也随L不断变化。
2
当两换能器之间的距离改变半个波长时，则相位差改变 π。 该值由游标卡尺测得，频率由信号发生器读得。
实验数据
为了提高测量精度，应充分使用整个卡尺行程，将所得
的数据用逐差法进行处理，得到更准确的声波波长。
大学物理实验报告声速的测量(一)
大学物理实验报告声速的测量(一)大学物理实验报告：声速的测量一、实验目的本实验旨在通过测量声波传播时间和距离，利用间接法测量声速，熟悉声波频率的测量。
二、实验仪器与材料实验仪器：数字多功能存储示波器、函数信号发生器、麦克风、五折射声束盒、气压计和干度计；材料：纸张、铅笔、手触计。
三、实验原理声速是指声波在某一介质中的传播速度。
声速的大小受介质密度、温度等因素的影响，一般情况下在20℃时，空气中声速为340 m/s。
测量声速有直接法和间接法两种方法，直接法是测量脉冲波、连续波、单色波的传播时间或基频波长和频率来得到声速。
间接法是利用已知物理量来计算未知物理量，通过测量声波传播时间和距离，就可以利用间接法测量声速。
四、实验步骤1. 首先将信号发生器的频率调至5000 Hz，振幅调为最大，连接麦克风。
2. 用麦克风发出声波，让声波穿过五折射声束盒的一路平板玻璃，打在离麦克风小约100cm远的另一面平板玻璃上。
3. 用手触计在玻璃平板上找出接收点和发射点，记录其距离为L。
再用干度计测得室温为20℃，加压气压计得到大气压力P。
4. 用数字多功能存储示波器测量声波经过的时间t，时间由麦克风对声波的接收时间和显示仪示出的延迟时间之和得到。
5. 根据公式v=2L/t求得声速v。
五、实验注意事项1. 测量距离时要用手触计精确定位接收点和发射点。
2. 为了减少误差，要多次进行测量，取平均值。
3. 保证实验室内温度和气压稳定，以减少测量误差。
六、实验结果与分析在实验中，测得声波传播时间t为0.005s，距离L为1.02m，气压P 为101.3kPa，温度为20℃，代入公式v=2L/t，可得声速v=408m/s。
与空气中常温下理论值340m/s相差约20%。
实验误差来源主要有以下几个方面：1. 手触计数据读取误差。
2. 实验室内空气流动和温度变化。
3. 数据处理时的计算误差。
4. 实验器材误差。
七、实验结论本实验成功测得了声波在空气中的传播速度，并通过分析异常误差的原因，提出了相应的纠正措施。
大学物理实验教程：声速的测量
实验 声速的测量
1.了解超声波的产生、发射、传播和接收，压电陶瓷的声电转换功能
2.熟悉低频信号发生器、数字频率计和示波器的使用
3.掌握用共振干涉法、相位比较法测量超声波的传播速度
二、实验仪器
声速测量仪、示波器。其中声速测量仪装置如图2-1（a）（b）所示：
1 . 幅度调节旋钮 2 . 频率调节旋钮 3 . 4 . 发射信号输出端口 5 . 6 . 连接示波器端口 7 .超声发 射端 8 . 超声接收端 9 . 接收信号输出端 10.12.锁紧螺丝 11.微调螺母 13.游标卡尺 14.主尺 15.发射信号输入端口
（5）计算声速的不确定度
提示：
七、分析与思考
1.本实验中用了哪几种方法来测定声速? 2.形成驻波的条件是什么？ 3.系统为什么要在共振状态下测量声速？
因素，如果忽略空气中的水蒸气和其他夹杂物的影响，在0℃（T=273.15K）时的
声速。
在t℃时的声速可以表示为
4. 共振干涉（驻波）法 实验装置接线如图2-1所示，图中位置7和8为压电陶瓷超声换能器的发射 端和接收端。从发射端发出一定频率的平面声波，经接收端压电陶瓷换能器 反射后，再次回到发射端并再次反射，这样声波在两个换能器的端面之间来 回反射并且叠加，产生干涉现象，形成驻波。 设发射波的波函数为
波长
连续记录6次，填入表2-2。用逐差法处理数据，根据
求出声速。
六、数据记录与处理
1. 数据记录 压电陶瓷换能器系统最佳工作频率f =
表2-1 共振干涉法测量波长数据记录表
kHz 室温t =
℃
i
1
2
3
4
5
6
Li/mm
表2-2 相位比较法测量波长数据记录 表
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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| li
li 5
|
/mm
1
2 5
|
l1
l6
|
=
9.69
3 4
31.36 36.19
2
2 5
|
l2
l7
|
=
9.68
5 6
41.00 45.91
3
2 5
|
l3
l8
|
=
9.66
7 8
50.70 55.52
4
2 5
|
l4Leabharlann 9|=9.68
9 10
60.38 65.20
5
2 5
|
l5
l10
|
=
9.68
波长 λ 的平均值
2
五、数据记录 1.实验仪器（记录实验中所用仪器的名称、型号、精度等级等参数）
示波器、信号发生器和声速仪
2.原始数据记录（原始数据表格只需要画出与数据记录有关的部分，禁止铅
笔记录数据，伪造、抄袭数据按作弊处理，该实验计零分）共振法
测量顺序点
1 2
测量点坐标 li /mm
21.69 26.51
i
2 5
2) 根据运动学理论 ( 时差法 ) 测量声速 v = L/t (3.13.3)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。
《大学物理实验》报告
姓名：；
学号； 班级
；教师________；信箱号：______
预约时间：第_____周、星期_____、第_____~ _____节； 座位号：_______
_ 预习
操作
实验报告
总分
教师签字
一、实验名称 声速的测量
二、实验目的
(1) 掌握驻波法和相位比较法及时差法测量声速的原理 .
1
距离，这样在示波器上就可以看到波形幅值不断地由最大变到最小再变到最大，两相邻的最大振 幅之间所对应的 S2 移动过的距离为 λ/2 ，而超声换能器 S2 至 S1 之间距离的改变可通过转 动鼓轮来实现 .在连续多次测量相隔半波长的 S2 的位置变化及声波频率 f 以后，我们可运用 测量数据计算出声速，用逐差法处理测量的数据 .
(2) 了解压电换能器的功能，熟悉信号源和示波器的使用 .
(3) 加深对驻波及振动合成理论的理解
三、实验原理 (基本原理概述、重要公式、简要推导过程、重要图形等；要
求用自己的语言概括与总结，不可照抄教材)
声速的测量方法可以分为两大类 . 一类是根据波动理论 v = f λ ，通过测量声波 的频率 f 和波长 λ 得到声速 v ；另一类是根据运动学理论 v = L/t ，通过测量传播距 离 L 和时间间隔 t 得到声速 v. 1) 根据波动理论测量声速 v = f λ 式中，频率可由声速测试仪的信号源频率显示窗口直接读出，而波长又可用共振 干涉法 ( 驻波法 ) 和相位比较法两种方法来测量 . A. 共振干涉法 ( 驻波法 ) 实验装置如图 3.13.2 所示，图中 S1 和 S2 为压电陶瓷换能器 . S1 作为声波发射器，由 信号源供给频率为数万赫的交流电信号 ( 一般使用正弦波 ) ，由逆压电效应发出一平面超声 波；而 S2 则作为声波接收器，压电效应将接收到的声压转换成电信号，输入示波器，我们就可 看到一组由声压信号产生的正弦波形 . 由于 S2 在接收声波的同时还能反射一部分超声波，接收的声波、发射的声波振幅虽有差异， 但二者周期相同且在同一线上沿相反方向传播，且二者在 S1 和 S2 区域内产生了波的干涉，形 成驻波 . 我们在示波器上观察到的实际上是这两个相干波合成后在声波接收器 S2 处的振动情 况 . 移动 S2 位置 ( 即改变 S1 和 S2 之间的距离 ) ，从示波器显示的波形上可以看出，当 S2 在某些位置时振幅将达到最大值 . 根据波的干涉理论可以知道：任何两相邻的振幅最大值的 位置之间 ( 或两相邻的振幅最小值的位置之间 ) 的距离均为 λ/2. 为了测量声波的波长，可以在观察示波器上波形幅值的同时，缓慢地改变 S1 和 S2 之间的
B. 相位比较法 从 S1 发出的超声波通过介质传到 S2 ，在 S1 、 S2 之间的相位差为
当
时，
，因此，L 每改变一个波长 λ ，相位差就
变化 2π 通过观察相位差变化Δϕ，便可测出λ，进而求得声速.Δϕ的测定可用相互垂直 的两个振动的合成的李萨如图来进行 . 将 S1 的信号输入示波器 x 轴， S2 的信号输入 y 轴 . 为了方便测量，选择李萨如图为直线时 ( 一般选右斜线 ) 作为测量的起点，移动 S2 ， 当 L 变化一个波长 λ 时，就会出现同样斜率的直线，如下图所示 . 因此，通过示波器，利用 李萨如图就可测出声波的波长
共 = 9.68
i2 i 2
0
0 0
i2 5×10-4
相位法
36.5
3
六、实验数据整理及数据处理（★需画表格，重新将原始数据整理、誊
写一遍，在原始数据记录项中直接进行数据处理的视为无效。要求表格清晰完整， 有效数字位数正确，符号、单位清楚，写出必要的过程，运算过程规范，结果表达 式正确）
四、实验内容和步骤（要求用自己的语言概括与总结，不可照抄教材）
仪器在使用之前，加电开机预热 15min. 在接通市电后，自动工作在连续波方式，这时脉冲 波强度选择按钮不起作用
信号源面板上的发射端换能器接口 (S1) ，用于输出一定频率的功率信号，请接至测试架的 发射换能器 (S1) ；接收换能器 (S2) 的输出接至示波器的 CH2(Y2) ，并将示波器的通道开关 调整到 CH2(Y2). 信号源面板上的发射端的发射波形 Y1 与双踪示波器的 CH1(Y1) 可暂不连 接。将外加的驱动信号频率调节到换能器 S1 、 S2 的谐振频率附近，使其共振，这样才能够较 好地进行声能与电能的相互转换，S2 才会有一定幅度的电信号输出，才会有较好的实验效果。
将测试方法设置到连续波方式，选择合适的发射强度 . 完成前述 1) 和 2) 步骤后，选好谐 振频率 . 然后转动距离调节鼓轮，这时波形的幅度会发生变化，记录下幅度为最大时的坐标 L i ，坐标由数显尺或机械刻度读出 再向前或者向后移动坐标，当接收波经变小后再到最大时， 记录下此时的坐标 L i +1 ，即可求得声波波长 λ i = 2|L i +1 −L i |. 多次测定，用逐差法处理数 据。