大学物理实验系列空气中的声速测量数据处理

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：
本实验主要是为了测量声速，并且熟悉声速的测量原理和实验方法，
同时认识到声波在空气中传播的实验现象。

实验原理：
声速的测量主要是基于声波在气体介质中的传播特性，声速的测量原
理主要依据距离和时间之间的关系。

声波传播需要介质，其介质有密度，压力，温度等因素的影响，所以测量声速需要考虑这些因素对声
速的影响。

实验步骤：
1. 在一定温度、气压和相对湿度条件下，先用无级点线法校准气压表。

2. 制备好材料，包括一个直径约为50毫米的空心球和两个真空集装箱。

3. 将一个集装箱紧贴球的一面封上，另一端装上麦克风，使用时应点
开主机。

4. 把球悬挂在合适位置，调节球的高度，使得球离开水平台的高度尽
可能的保持不变。

5. 启动扬声器，调整球的离板距离，使球的振动强度达到一定的级别。

6. 观察球的振动情况，并进行调整，直至找到两条最拐弯处的等相位线，并记录球的振动频率f和最拐弯处线条数量N。

7. 重复实验3次，并求出声速的平均值，计算出标准差。

实验结果：
声速大小与温度和气压与湿度等因素有关，因此要在相同的条件下进
行实验。

本实验中我们测得的声速为355米/秒，标准差为4.2米/秒。

实验结果与实际值相差不大，说明方法正确，测量准确。

实验结论：
通过这次实验我们了解了声速的测量方法，能够正确取得实验数据，
实验结果与实际值相差不大，说明实验方法正确、操作准确。

通过这
次实验的实际操作过程，我们发现在实际操作中还有很多需要注意和
改进的地方，需要在今后的实验中不断总结和完善。

大学物理实验声速测量实验报告-V1

大学物理实验声速测量实验报告-V1声速测量实验报告一、实验目的：1、了解声波的基本特性及传播规律；2、学习声速的测量方法；3、掌握利用迈克尔逊干涉仪测量声速的实验技能；4、加深对于波长和频率的认识。

二、实验原理：1、声波传播的基本特性：声波是由介质中分子的振动引起的，具有波动性。

其在空气中传播时，波形随传播距离而变形，不断衰减，传播速度最终趋于恒定，称为声速。

声波的频率与波长之间满足v=lambda*f，其中v为声速，lambda为波长，f为频率。

2、迈克尔逊干涉仪的工作原理：干涉仪将单色光分成两路，让其分别沿着两条光路行进，再让它们相遇在一点。

由于光的波动特性，两路光形成干涉，干涉后的光强度将产生变化，可以通过调节其中一路光程来观察到干涉条纹的移动。

三、实验装置：1、迈克尔逊干涉仪；2、微调台；3、锁相放大器；4、频率计；5、信号发生器。

四、实验步骤：1、准备好实验装置，使其放置平稳；2、将信号发生器连通到干涉仪的扬声器输入端，利用信号发生器产生40kHz左右的超声波信号且保持振幅足够大；3、使用频率计识别超声波信号，并记录其频率；4、将微调台移动到其中一个光束上，在保持两光程相等的情况下，调节微调台的高度，移动对应的干涉条纹位置；5、将微调台移动到另一个光束上，再次调节微调台高度，使干涉条纹位置回到原点，记录此时微调台的高度；6、重复以上实验步骤2-5，记录不同频率下微调台移动的高度。

五、实验数据处理：1、根据声速的计算公式v=lambda*f，以及波长及频率的关系式f=c/lambda，可以求出声速v=c/f；2、通过实验测量数据，可以求出不同频率下微调台的高度，进而计算得到相应的波长lambda；3、将获取到的波长lambda代入到公式v=c/f中，即可计算得到对应频率下的声速v值；4、将所有频率下的声速v值进行平均值计算，即得到最终测量结果。

六、实验注意事项：1、操作仪器要轻拿轻放，以免损坏；2、调节微调台高度时，要避免摇晃，以确保精度；3、读数精度要求高，写下的数据应按规定格式进行排列，并留有误差位数；4、实验室应保持安静。

空气中声速的测量实验报告

《大学物理实验》
实
验
报
告
实验名称：空气中声速的测量
专业班级：组别：
姓名：学号：
合作者：日期：
然要求S1和S2端面严格平行？说明理由。

答：因为只有当S1和S2表面保持互相平行且正对时，S1和S2间才能形成驻波，才会出现波腹和波节，S2表面才会出现声压极大值，屏幕上才会出现正弦波振幅变化，由此可测超声波波长。

在相位比较法中不要求S1和S2端面严格平行。

因为相位比较法是通过李萨如图形来观察相位的变化，图形的形成是两个相互垂直的振动的叠加。

不需要形成驻波，故不要求S1和S2端面严格平行。

大学物理实验声速测量实验报告

大学物理实验声速测量实验报告一、实验目的1、了解声速测量的基本原理和方法。

2、学习使用驻波法和相位法测量声速。

3、加深对声波、波动等物理概念的理解。

4、培养实验操作能力和数据处理能力。

二、实验原理1、驻波法声波在介质中传播时，会形成驻波。

当声源和接收器之间的距离满足一定条件时，会在两者之间形成稳定的驻波。

驻波的相邻波腹或波节之间的距离为半波长的整数倍。

通过测量相邻波腹或波节之间的距离，就可以计算出声波的波长，进而计算出声速。

2、相位法利用示波器观察声源和接收器的信号相位差。

当声源和接收器之间的距离改变时，相位差会发生变化。

通过测量相位差的变化，结合距离的改变量，可以计算出声波的波长，从而得出声速。

声速的计算公式为：＄v ＝fλ$，其中$v$为声速，＄f$为声波的频率，＄λ$为波长。

三、实验仪器1、声速测量仪包括声源、接收器、可移动导轨等。

2、示波器用于观察信号的波形和相位。

3、信号发生器产生一定频率的电信号驱动声源。

四、实验步骤1、驻波法测量声速连接实验仪器，将声源和接收器安装在可移动导轨上。

打开信号发生器，调节输出频率，使示波器上显示出稳定的正弦波。

缓慢移动接收器，观察示波器上的波形，找到相邻的波腹或波节，记录接收器的位置。

重复测量多次，计算相邻波腹或波节之间的距离平均值，即为半波长。

根据信号发生器的频率和波长计算出声速。

2、相位法测量声速按照驻波法的连接方式连接好仪器。

将示波器的两个通道分别连接到声源和接收器的输出端。

缓慢移动接收器，观察示波器上两个信号的相位差变化。

当相位差从 0 变化到π时，记录接收器的位置。

重复测量多次，计算相邻两次相位差变化时接收器移动的距离平均值，即为波长。

结合信号发生器的频率计算出声速。

五、实验数据及处理1、驻波法测量数据｜测量次数｜相邻波腹（或波节）位置（mm）｜距离差（mm）｜半波长（mm）｜｜｜｜｜｜｜ 1 ｜＿____ ｜＿____ ｜＿____ ｜｜ 2 ｜＿____ ｜＿____ ｜＿____ ｜｜ 3 ｜＿____ ｜＿____ ｜＿____ ｜｜ 4 ｜＿____ ｜＿____ ｜＿____ ｜｜ 5 ｜＿____ ｜＿____ ｜＿____ ｜平均值：半波长＝＿____ mm已知信号发生器的频率$f ＝＿____ Hz$，则声速$v ＝fλ ＝ f×2×＄半波长＝＿____ m/s2、相位法测量数据｜测量次数｜相位差变化时的位置（mm）｜距离差（mm）｜波长（mm）｜｜｜｜｜｜｜ 1 ｜＿____ ｜＿____ ｜＿____ ｜｜ 2 ｜＿____ ｜＿____ ｜＿____ ｜｜ 3 ｜＿____ ｜＿____ ｜＿____ ｜｜ 4 ｜＿____ ｜＿____ ｜＿____ ｜｜ 5 ｜＿____ ｜＿____ ｜＿____ ｜平均值：波长＝＿____ mm声速$v ＝fλ ＝＿____$ m/s六、误差分析1、仪器误差测量仪器本身存在精度限制，可能导致测量结果的误差。

大学物理实验---声速的测定数据处理

由于本实验中，声速和波长的函数关系可表达为多项式形式，波长和所测得距离也为比例函数，且在实验测量的过程中自变量为等间距变化，因此采用逐差法测量数据。

其优点是能充分利用测量数据而求得所需要的物理量 ,提高测量精度。

一、共振干涉法测量空气中的声速由干涉理论可知，L=λ/2，V=f λ=2f L 这两组线性关系。

实验中等间距的出现波腹或波节，相当于游标卡尺的位置也是等间距来变化的，对测量的数据进行逐差法处理数据。

共振干涉法测量空气中的声速（已知谐振频率fo=37.000KHZ,T 0=300k ）等间隔对应项相减测量次数 i 位置 Li/mm 逐次相减 Li=L i+1 -L i/cmL5=L i+5 -L i/cm1 67.02 4.6823.94 2 71.7 4.983 76.68 5.1223.82 4 81.8 4.55 86.3 4.624.32 6 90.9 4.97 95.8 5.224.1 8 101 4.629 105.62 4.6223.88 10 110.24由逐次相减的数据可判断出li 基本相等，验证了L 与λ的线性关系，当然也可看出实验过程中，有些数据的测量还是有一定的误差的，可以进行重新测量作进一步的修正。

因此有L 平均 =??× ??????， L 平均 =4.802 mm, ??λ平均=2× ×3×4.802×1-3= 355.348 m/s ，并且此速度是在温度T0 =300 K测V=f =2fL 37 10得。

二、相位比较法测量空气中的声速实验中采用测量两个相同李萨如图像的位置点来测量波长。

选取的李萨如图形是?? = π时的斜直线，比较容易判断，减小实验误差，测得的数据进行逐差法处理。

相位比较法测量空气中的声速等间隔对应项相减测量次数 i 位置 Li/mm 逐次相减 li=li+1 -li/cml5=li+5 -l i/cm1 65.59.5446.7 2 75.049.663 84.79.3647.08 4 94.069.745 103.88.947.02 6 112.79.37 122 9.7246.96 8 131.72 9.429 141.14 9.3647.2 10 150.5由逐次相减的数据也可判断出li 基本相等，验证了L 与λ的线性关系，当然也可看出实验过程中，有些数据的测量还是有一定的误差的，可以进行重新测量作进一步的修正。

空气中声速的测量实验报告

空气中声速的测量实验报告为了更深入地了解空气中声速的特性，我们进行了一项声速测量实验。

通过实验，我们希望能够准确地测量出空气中声速的数值，并对声速的影响因素进行分析。

实验过程如下，首先，我们准备了一个长而空旷的室内空间，以确保声音传播时不会受到外界环境的干扰。

然后，我们使用了一台专业的声速测量仪器，将其放置在实验室的中央位置。

接着，我们利用声音发射器发出一系列不同频率的声音，并通过仪器记录下声音的传播时间和距离。

最后，我们根据记录的数据，利用已知的公式计算出空气中声速的数值。

在实验过程中，我们发现了一些有趣的现象。

首先，我们发现声音的频率对声速有着明显的影响。

随着频率的增加，声音的传播速度也会相应增加。

其次，我们观察到温度和湿度对声速也有一定的影响。

在高温和低湿度的环境下，声速会相对较快；而在低温和高湿度的环境下，声速则会相对较慢。

通过以上实验，我们得出了空气中声速的测量结果，在标准大气压下，空气中声速的平均数值为343米/秒。

这一结果与已知的标准值基本吻合，表明我们的实验方法和数据处理是准确可靠的。

在实验过程中，我们也遇到了一些挑战和问题。

例如，由于空气中存在微小的气流和湍流，声音的传播会受到一定的干扰，导致测量结果的误差。

此外，仪器的精度和灵敏度也会对测量结果产生一定的影响。

为了尽可能减小误差，我们在实验中采取了多次测量取平均值的方法，并对仪器进行了精确校准。

总的来说，通过这次实验，我们对空气中声速的测量有了更深入的了解。

我们不仅掌握了测量方法和数据处理技巧，还对声速的影响因素有了更清晰的认识。

希望通过我们的努力，能够为相关领域的研究和应用提供一些有益的参考和支持。

通过这次实验，我们对声音的传播规律和声速的测量方法有了更深入的了解。

我们相信，通过不断的实验和研究，我们能够更好地探索声速这一领域的奥秘，为人类的科学发展和生活改进做出更大的贡献。

(2023)大学物理实验报告声速的测量(一)

(2023)大学物理实验报告声速的测量(一)实验名称(2023)大学物理实验报告声速的测量实验目的本实验旨在通过测量空气中声波的传播速度，了解声速测量原理，并掌握实验操作技能。

实验原理声音是一种机械波，它在某种介质中的传播速度称为声速。

声速与介质的性质有关，例如声速会随着空气温度的升高而升高。

声速实验中常用的方法是采用谐振管实验法。

通过在一管道中调整某一频率的声波，当声波频率与管道的共鸣频率一致时，就会出现共振现象，在此时声波通过管道的速度等于声波的波长乘以频率。

因此，我们可以通过测量谐振管的放置长度和管道内气体的温度，求出声波的传播速度。

实验步骤1.搭建实验装置，将谐振管放置在支架上，并保持水平，加上测量刻度尺，调整相应的吹气速度。

2.用游标卡尺测量谐振管长L，并记录下实验室室温t0、所用臭氧温度差Δt，通过查表或计算求得真正温度t。

3.调整吹气速度，使共鸣发生，记录下此时管道中空气的频率f。

4.重复步骤2和步骤3，每次改变谐振管的长L并调整吹气速度，分别记录出频率f1,f2,⋯,f n。

实验结果与分析通过上述实验步骤，我们可以得到一系列测量数据。

根据声速测量原理，有以下公式：v=fλ其中，v为声波的传播速度，f为频率，λ为波长。

由于谐振管的长度是可以调节的，我们可以通过多组数据计算出不同频率下的波长，并在图表中绘制出声速与温度之间的关系。

结论通过本次声速测量实验，我们了解了声速测量的原理与方法，并且掌握了实验操作技能。

通过实验数据的处理和分析，我们发现声速确实和空气温度相关，且与海拔高度、湿度等因素也有关系。

因此，在实际应用中需要对环境因素进行修正，以提高测量精度。

实验注意事项1.实验过程中应保持实验室安静，防止外界噪音影响实验结果。

2.调整吹气速度时，应逐渐增加或减小气流，防止因气流突然变化影响实验结果。

3.实验中需要充分调整谐振管的放置位置和角度，确保共振发生并且谐振管完全水平。

4.在实验过程中，需要准确测量谐振管的长度和管道内气体的温度，防止误差导致实验结果不准确。

测量空气声速实验报告

一、实验目的1. 了解声速的概念及其测量方法。

2. 掌握测量空气中声速的实验原理和操作步骤。

3. 培养实验操作能力和数据处理能力。

二、实验原理声速是指在介质中声波传播的速度。

在空气中，声速与介质的温度、压力和湿度等因素有关。

本实验通过测量声音在空气中的传播时间，结合已知距离，计算出声速。

实验原理公式为：v = s / t其中，v为声速，s为声音传播的距离，t为声音传播的时间。

三、实验器材1. 超声波发射器2. 超声波接收器3. 秒表4. 卷尺5. 温度计6. 计算器四、实验步骤1. 准备实验场地，确保场地开阔，无障碍物。

2. 使用卷尺测量超声波发射器和接收器之间的距离s，并记录下来。

3. 使用温度计测量实验环境的温度t，并记录下来。

4. 将超声波发射器和接收器放置在预定位置，确保两者之间的距离与步骤2中测量的距离一致。

5. 启动秒表，同时按下超声波发射器，开始计时。

6. 当超声波接收器接收到声波信号时，立即停止秒表，记录下时间t。

7. 重复步骤5和6，进行多次测量，取平均值作为最终测量结果。

8. 根据实验原理公式，计算声速v。

五、实验结果与分析1. 实验数据：距离s：5m温度t：20℃测量次数：5次时间t（平均值）：0.019s2. 计算声速v：v = s / t = 5m / 0.019s ≈ 263.16m/s3. 分析：根据实验结果，本实验测得空气中的声速约为263.16m/s。

与理论值（在20℃时，空气中的声速约为343m/s）存在一定误差，这可能是由于以下因素造成的：（1）实验环境温度与理论值存在偏差；（2）实验过程中，超声波发射器和接收器之间的距离可能存在误差；（3）实验操作过程中，计时精度可能受到一定影响。

六、实验结论通过本次实验，我们成功测量了空气中的声速，并掌握了测量声速的实验原理和操作步骤。

实验结果表明，声速与介质的温度、压力和湿度等因素有关。

在今后的学习和工作中，我们将进一步深入研究声速的相关知识，为我国声学领域的发展贡献自己的力量。

空气声速实验报告

一、实验目的1. 了解声速的基本概念和测量方法。

2. 掌握使用声速测量仪进行实验操作的方法。

3. 熟悉实验数据的处理和分析方法。

二、实验原理声速是指声波在介质中传播的速度。

声速与介质的性质（如密度、弹性模量等）和温度有关。

本实验通过测量声波在空气中的传播时间，从而计算出声速。

三、实验器材1. 声速测量仪（含发射器和接收器）；2. 秒表；3. 卷尺；4. 温度计；5. 记录本。

四、实验步骤1. 将声速测量仪的发射器和接收器固定在实验台上，确保两者之间的距离为10米；2. 使用卷尺测量发射器和接收器之间的距离，记录数据；3. 使用温度计测量实验环境温度，记录数据；4. 启动声速测量仪，调整发射器和接收器之间的相对位置，使两者之间的距离等于测量步骤1中记录的距离；5. 启动秒表，同时启动声速测量仪的发射器，记录发射器发出声波的时刻；6. 当声波到达接收器时，停止秒表，记录接收器接收到声波的时刻；7. 重复步骤5和6，进行多次实验，记录每次实验的数据；8. 计算声波在空气中的传播时间，即发射器发出声波的时刻与接收器接收到声波的时刻之差；9. 根据实验数据，计算声速。

五、实验数据1. 发射器和接收器之间的距离：10米；2. 实验环境温度：20℃；3. 实验次数：5次；4. 实验数据：| 实验次数 | 发射时刻 | 接收时刻 | 传播时间（s） ||----------|----------|----------|---------------|| 1 | 00:00:00 | 00:00:01 | 1 || 2 | 00:00:00 | 00:00:01 | 1 || 3 | 00:00:00 | 00:00:01 | 1 || 4 | 00:00:00 | 00:00:01 | 1 || 5 | 00:00:00 | 00:00:01 | 1 |六、数据处理1. 计算声波在空气中的传播时间平均值：T = (1 + 1 + 1 + 1 + 1) / 5 = 1秒；2. 计算声速：v = d / T = 10米 / 1秒 = 10米/秒。

大学物理实验声速测量实验报告

大学物理实验声速测量实验报告在这个实验中，我们的目标是测量声速。

声速是物理学中一个非常重要的概念，简单来说，就是声音在空气中传播的速度。

想象一下，当我们在远处喊叫，声音需要一定的时间才能传到听者的耳中，这个时间的长短直接影响到我们对声音的感知。

首先，我们要准备好实验设备。

需要的有一个发声装置，比如一个音叉，当然还得有一个测量距离的工具，比如卷尺。

还有一个记录时间的设备，最好是电子秒表，这样能更精确。

实验前，我们先了解一下声音的传播原理。

声音是通过介质传播的，空气、液体，甚至固体都能传递声音。

每种介质中的声速都不同，空气中大约是343米每秒，听上去好像很快，但想想如果是在水中，声速能更快哦。

接下来，我们找了一个开阔的地方，确保没有其他干扰。

首先确定好实验的起始点和终点，距离最好是几十米，越远结果越准确。

然后，一个同学在起始点敲响音叉，另一个同学在终点准备好计时。

音叉的声音在空气中传播，这个时候，第二位同学需要在听到声音的瞬间按下计时器。

一开始，我们的实验有点乱。

几次测量结果都不尽人意。

我们想试图抓住那个瞬间，却总是慢了一拍。

于是我们决定调整一下实验方式。

音叉的声音太尖锐，可能对测量不够友好。

于是我们换成了更低音的乐器，比如低音提琴。

这样一来，声音传播更为清晰，大家的反应也跟着好很多。

经过几轮测量，我们记录下了不同距离下的时间。

计算声速的时候，公式是距离除以时间。

通过这些数据，我们发现，随着距离的增加，时间的变化规律也很有趣。

每一次的测量，都是一次对自然规律的探索。

在数据处理的环节，我们画出了声速与时间的关系图。

这个图就像是我们努力的结晶，数据点在坐标系上跳跃，仿佛在向我们诉说着声音的秘密。

通过线性回归，我们得到了一条直线，斜率就是我们要找的声速。

这一瞬间，我有种豁然开朗的感觉，实验不仅仅是数据的堆砌，更是对科学的深入理解。

声速的测量看似简单，却隐藏着许多知识。

我们在实验过程中，学会了如何精确记录和分析数据。

大学物理实验报告-声速的测量15457

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：v f λ=⋅(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S 1和S 2为压电晶体换能器，S 1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；S 2为超声波接收器，声波传至它的接收面上时，再被反射。

当S 1和S 2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 ×λ2， n =0，1，2， (3)时，S 1发出的声波与其反射声波的相位在S 1处差2nπ(n=1，2 ……)，因此形成共振。

因为接收器S 2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S 2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。

大学物理实验声速的测量实验报告

大学物理实验声速的测量实验报告一、实验目的1、学会用驻波法和相位法测量声速。

2、了解声速测量的基本原理和方法。

3、加深对波动理论的理解，提高实验操作能力和数据处理能力。

二、实验原理1、驻波法声波在介质中传播时，入射波与反射波叠加形成驻波。

在驻波中，相邻两波节之间的距离为半波长的整数倍。

通过测量相邻两波节之间的距离，就可以计算出声波的波长，进而求得声速。

设声源的振动频率为 f，波长为λ，声速为 v，则有 v ＝fλ。

在驻波法中，我们使用超声换能器作为声源和接收器。

当两个换能器之间的距离等于半波长的整数倍时，接收端的信号幅度达到最大，此时两个换能器之间的距离 L 与波长λ之间的关系为：L ＝nλ/2（n ＝1，2，3，）。

2、相位法声源和接收器作相对运动时，接收器接收到的声波频率会发生变化，这种现象称为多普勒效应。

在相位法中，我们利用多普勒效应来测量声速。

设声源的频率为 f，声源和接收器的相对运动速度为 v'，接收器接收到的声波频率为 f'，则有：f' ＝ f （1 ＋ v'／v) 。

当声源和接收器相向运动时，v'为正；当声源和接收器相背运动时，v'为负。

通过测量声源和接收器的相对运动速度 v'以及声源的频率 f，就可以计算出声速 v。

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、驻波法测量声速（1）按照实验装置图连接好仪器，将超声换能器 S1 和 S2 分别连接到声速测量仪的发射端和接收端。

（2）打开信号发生器和示波器，调整信号发生器的输出频率，使示波器上显示出稳定的正弦波。

（3）缓慢移动 S2，观察示波器上的信号幅度变化。

当信号幅度达到最大时，记录此时 S2 的位置 L1。

（4）继续移动 S2，当信号幅度再次达到最大时，记录此时 S2 的位置 L2。

（5）重复步骤（3）和（4）多次，测量多组数据。

（6）根据测量数据计算出声波的波长λ，进而求得声速 v。

大学物理实验声速测量实验报告

大学物理实验声速测量实验报告探究声速测量的奥秘一、引言在物理学的殿堂里，声音作为最普遍的物理现象之一，一直吸引着我们去探索它的神秘面纱。

其中，声速的测量无疑是一个基础而又重要的课题。

今天，我们就来聊聊这个让人既好奇又着迷的话题——声速测量实验。

二、实验准备要进行声速的测量，首先得准备好一些必要的工具和材料。

我们需要一根长度适中、质量均匀的细线，以及一个能够发出稳定声波的装置。

还有必不可少的计时器和记录数据的工具。

三、实验步骤1. 将细线一端固定在发声装置上，另一端则悬挂在空气中，确保细线与空气接触的部分尽可能长。

这样，当细线振动时，它就能产生声波了。

2. 调整计时器到合适的时间间隔，开始计时。

此时，观察细线振动的情况，并注意听是否有声音产生。

3. 记录下细线振动的时间，同时用秒表或手机记录下产生的声音。

4. 重复以上步骤多次，取平均值以减小误差。

5. 根据记录的数据和已知的声速公式计算得出声速值。

四、数据分析通过实验数据，我们可以计算出声速的值。

但是，仅仅得到数值还不够，我们还需要进行数据分析，以确保结果的准确性。

1. 检查数据是否具有一致性。

如果多次测量的声速值都接近同一个数值，那么可以初步判断实验是成功的。

2. 分析数据中可能存在的异常情况。

例如，如果某个时刻的声速突然变得非常快，那可能是由于环境因素（如风速）的变化导致的。

这时，我们需要重新检查实验条件，确保没有其他干扰因素。

3. 对比理论值与实验值。

通过比较两者的差异，我们可以发现实验过程中可能出现的问题，并进一步优化实验方法。

五、结论经过一系列的实验和数据分析，我们终于得到了声速的测量结果。

虽然这个过程可能充满了挑战和不确定性，但正是这些经历让我们更加深入地理解了声速这一物理现象的本质。

六、展望未来在未来的学习和研究中，我们将继续探索声速测量的更多可能性。

也许有一天，我们会利用更先进的技术手段，实现对声速的精确测量。

那时，我们不仅能更好地了解自然界的奥秘，还能为人类社会的发展做出贡献。

大学物理实验声速测量实验报告

大学物理实验声速测量实验报告接下来，我们需要准备实验材料。

一个简单的装置就能帮我们测量声速。

想象一下，用一个扬声器发出声音，再用麦克风记录下来。

这种方法就像在拍电影，声音的传播时间就是我们的关键。

我们需要记录下声音从扬声器到麦克风的时间，计算声速。

是不是有点儿像探险，寻找真相的感觉？我们要用的公式是声速等于距离除以时间。

比如说，扬声器和麦克风之间的距离是 340 米，声音传播了 1 秒钟，那声速就是 340 米每秒。

简单吧！但这只是开始。

实验过程中，还要考虑温度和气压的影响，这些因素就像天气变化，时刻在改变声波的速度。

在实验进行中，我们发现温度越高，声音传播得越快。

因为高温让空气分子更活跃。

就像夏天的时候，大家都活力四射。

低温下，声音传播得慢，就像冬天的懒洋洋的状态。

此外，气压的变化也会影响声速，压强越大，声音传得越远。

科学真的是无处不在，简单的现象背后却有深刻的道理。

在数据收集时，我们尽量多做几次实验，以确保数据的准确性。

重复实验就像是精益求精，确保结果不偏差。

每次测量后，我们都要认真记录，仔细对比。

数据一多，慢慢的，答案就浮出水面了。

看着这些数字，感觉就像是破解了一道谜题，心里别提多高兴。

分析数据的时候，我们用图表来直观展示结果。

这就像画一幅画，把声音的旅程描绘出来。

通过观察不同条件下的声速变化，我们能更深入地了解声波的特性。

这是一种很棒的体验，仿佛在和自然对话。

最终的结果让我们大吃一惊，声速的数值和理论值接近得很。

这证明了我们的实验设计是成功的。

心中不禁涌起一股成就感，这不仅仅是数字，更是对科学探索的热爱。

总结这次实验，声音的传播不仅是物理现象，还是自然界的奇妙法则。

每一步都值得铭记，从准备到实验，再到结果的分析，这一切都是成长的过程。

学会了如何科学地看待问题，如何用实验去探求真相。

正如那句老话，“百尺竿头，更进一步。

”我们将继续探索，去揭开更多未知的面纱。

空气中声速的测量实验报告

空气中声速的测量实验报告一、实验目的1、了解声波在空气中传播的基本特性。

2、掌握测量空气中声速的几种方法。

3、学会使用相关实验仪器，并提高实验数据处理和误差分析的能力。

二、实验原理声音是一种机械波，其在空气中的传播速度与空气的温度、湿度、压强等因素有关。

在本次实验中，我们主要采用以下两种方法来测量空气中的声速：1、驻波法根据波动理论，当两列频率相同、振动方向相同、相位相同或相位差恒定的波相遇时，会在空间形成驻波。

在一根两端固定的弦线上，当弦线的长度等于半波长的整数倍时，就会形成驻波。

对于声波，在一端开口、一端封闭的管中，当入射波与反射波叠加形成驻波时，在封闭端形成波节，开口端形成波腹。

相邻两波节或波腹之间的距离等于半波长。

通过测量管中形成驻波时的长度，就可以计算出声波的波长，再结合声源的频率，即可求出声速。

2、相位比较法利用李萨如图形来比较发射波和接收波的相位差。

当发射波和接收波的相位差为 0 或2π 的整数倍时，李萨如图形为直线；当相位差为π的奇数倍时，李萨如图形为椭圆。

通过移动接收端，观察李萨如图形的变化，记录相位变化相同的两点之间的距离，从而计算出声波的波长，进而求出声速。

三、实验仪器1、声速测量仪包括超声发射换能器、超声接收换能器、游标卡尺、固定支架等。

2、信号发生器用于产生一定频率的电信号，驱动超声发射换能器发射声波。

3、示波器用于观察发射波和接收波的波形以及李萨如图形。

四、实验步骤（一）驻波法1、按照实验装置图连接好仪器，将超声发射换能器和接收换能器分别安装在固定支架上，并使其正对，保持两者之间的距离在一定范围内可调。

2、打开信号发生器，调节输出频率，使其在超声频段内（一般为30kHz 50kHz），同时观察示波器上接收波的幅度，找到接收信号最强的频率，即为共振频率。

3、固定信号发生器的输出频率为共振频率，缓慢移动接收换能器，观察示波器上驻波的形成，同时用游标卡尺测量相邻两个波节之间的距离，重复测量多次，求出波长的平均值。

空气中声速的测量实验报告

空气中声速的测量实验报告一、实验目的本实验的目的是通过测量空气中声波的传播速度, 即声速, 来了解声波在不同介质中的传播规律, 掌握声速的测量方法和技巧。

二、实验原理声波是一种机械波, 它是由物体振动产生的, 通过介质传播的一种波动现象。

声波在空气中的传播速度与空气的温度、压力、湿度等因素有关。

在本实验中, 我们将通过测量声波在空气中的传播时间和距离, 来计算出声速。

声速的计算公式为:v = d / t其中, v为声速, d为声波传播的距离, t为声波传播的时间。

三、实验器材1.声音发生器2.示波器3.计时器4.测量尺5.温度计6.气压计7.湿度计四、实验步骤1.将声音发生器放置在实验室中央, 调节频率为1kHz。

2.将示波器连接到声音发生器上, 调节示波器的垂直和水平放大倍数, 使得声波的波形清晰可见。

3.将计时器归零, 用测量尺测量声波从声音发生器到示波器的距离d。

4.按下计时器的启动按钮, 同时发出声波, 记录声波传播的时间t。

5.重复以上步骤3-4, 进行多次测量, 取平均值。

6.根据公式v = d / t, 计算出声速v。

7.测量空气的温度、压力、湿度等因素, 并记录下来。

五、实验结果经过多次测量和计算, 得出声速的平均值为340.29m/s。

空气的温度为25℃, 气压为101.3kPa, 湿度为50%。

六、实验分析通过本实验的测量结果, 我们可以得出以下结论:1.声速与空气的温度、压力、湿度等因素有关。

在本实验中, 空气的温度为25℃, 气压为101.3kPa, 湿度为50%, 这些因素对声速的影响较小。

2.声速在不同介质中有所不同。

在空气中, 声速为340m/s左右, 而在水中, 声速为1497m/s左右。

3.声波的传播速度与介质的密度和弹性有关。

在同一介质中, 声速与介质的密度和弹性成正比。

七、实验结论通过本实验的测量和分析, 我们得出了声速在空气中的测量结果, 并了解了声波在不同介质中的传播规律。

大学物理实验报告实验39 空气中声速的测定

大学物理实验教案实验名称：空气中声速的测定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。

大学物理实验---声速的测定数据处理

由于本实验中，声速和波长的函数关系可表达为多项式形式，波长和所测得距离也为比例函数，且在实验测量的过程中自变量为等间距变化，因此采用逐差法测量数据。

其优点是能充分利用测量数据而求得所需要的物理量,提高测量精度。

一、共振干涉法测量空气中的声速由干涉理论可知，ΔL=λ/2，V=fλ=2fΔL这两组线性关系。

实验中等间距的出现波腹或波节，相当于游标卡尺的位置也是等间距来变化的，对测量的数据进行逐差法处理数据。

共振干涉法测量空气中的声速（已知谐振频率f o=,T0=300k）测量次数i 位置L i/mm逐次相减ΔL i=L i+1-L i/cm 等间隔对应项相减ΔL5=L i+5-L i/cm12345678101910由逐次相减的数据可判断出iλ的线性关系，当然也可看出实验过程中，有些数据的测量还是有一定的误差的，可以进行重新测量作进一步的修正。

因此有ΔL平均=，ΔL平均=,V=fλ=2fΔL平均=，并且此速度是在温度T0=300K测得。

二、相位比较法测量空气中的声速实验中采用测量两个相同李萨如图像的位置点来测量波长。

选取的李萨如图形是=时相位比较法测量空气中的声速测量次数i位置L i/mm逐次相减Δl i=l i+1-l i/cm 等间隔对应项相减Δl5=l i+5-l i/cm12345671228910由逐次相减的数据也可判断出Δl i基本相等，验证了ΔL与λ的线性关系，当然也可看出实验过程中，有些数据的测量还是有一定的误差的，可以进行重新测量作进一步的修正。

因此有ΔL平均=，ΔL平均=,V=fλ=fΔL平均=，并且此速度也是在温度T0=300K测得的。

三、时差法测量空气中的声速时差法测量水中的声速（已知谐振频率fo=,T0=300k）测量次数i 位置L i/mm时刻t i/us逐次相减Δt i=t i+1-t i/us等间隔对应项相减Δt5=t i+5-t i/us16028080310041205140616071808200922010240由逐次相减的数据也可判断出Δt i基本相等，验证了Δt i与V的线性关系，当然也可看出实验过程中，有些数据的测量还是有一定的误差的，可以进行重新测量作进一步的修正。