空气中声速的测定

实验3-12空气中声速的测定

一、画出实验原理图

二、测量公式及式中各量的物理意义

三、预习自测题

1．超声波是指频率kHz的声波。

2．本实验用两个压电元件作换能器，一个换能器由高频电信号激振而产生，另一个作为接收器将高频变化的声压转换为。

3．两个换能器相对放置且端面平行时，在它们间形成驻波，当接收器位于驻波场中的处时声压最大，此时示波器显示的幅值。

4．实验中，为了使发射换能器谐振，要调节信号源的输出频率，判断其谐振与否的标志为（1）；（2）

。

5．相位法测声速时，将发射器与接收器的正弦信号分别输入示波器的x 轴与y 轴，两个信号的合成在屏幕上形成李萨如图。当接收器移动时，图象将作周期性变化，每改变一个周期，换能器移动的距离为 ，相位改变 。 四、原始数据记录与处理

1．驻波法实验数据

频率f = （Hz ） 室温t = （℃）

对测量量L ，其平均值的

A 类不确定度 =--=∑=25

1

)()15(51

14.1L L S i i L B 类不确定度 =∆

=

C

u 则L 不确定度 =+=22

u S u L L

这样 ==

L 52

λ ==L u u 5

2λ 则 ==λf V ==λfu u V

速度V 的完整表示为

当温度为t 时，空气中声速 =+

=15

.27310t

V V t

则实验测量值与理论计算值的相对百分误差为 =⨯-=

'%100t

t V V V E

2．相位法实验数据（每隔2π测一次）

频率 f = （Hz ） 室温t = （℃）

对测量量L ，其平均值的 A 类不确定度 =L S B 类不确定度 =∆=

C

u 则L 不确定度 =+=22

u S u L L

这样 =λ =λu

则 ==λf V ==λfu u V

速度V 的完整表示为

当温度为t 时，空气中声速 =+

=15

.27310t

V V t

则实验测量值与理论计算值的相对百分误差为 =⨯-=

'%100t

t V V V E

3．双踪显示法实验数据（选作）

频率 f = （Hz ） 室温t = （℃）