大学物理实验报告 实验39 空气中声速的测定
(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)
实验报告：测量声速
概述
本实验旨在通过测量空气中的声速来学习声波的基本性质和特点，掌
握测量的基本方法和技巧。
材料与仪器
•声速测量仪
•气垫桥
•电源、万用表等辅助设备
实验步骤
1.将声速测量仪和气垫桥连接
2.将待测试验物（如气体）加入到气垫桥内
3.打开声速测量仪，进行预热和校准
4.调节测量仪的参数，使其能够测量到待测物质中的声速
5.进行实验测量，并记录数据
6.对数据进行分析和处理，计算得到实验结果
实验结果
经过多次测量和统计分析，我们得到了如下的实验结果：
•空气中的声速：340m/s
分析与讨论
在实验中，我们发现测量结果存在一定的误差，这可能与仪器精度、
环境噪声、操作技巧等多个方面有关。
为了提高实验的准确度和可靠性，在进行实验之前我们应该认真准备、仔细操作，避免一些人为因素对实验结果的影响。
结论
通过本次声速测量实验，我们进一步了解了声波的特性和性质，掌握了测量声速的基本方法和技巧，为今后的物理实验积累了经验和实践基础。
总结
本次实验要求我们独立完成实验操作和数据处理，锻炼了我们的实验能力和科研素养。
在实验中，我们也体会到了科学实验的严谨性和科学精神的重要性，让我们能够更好地理解科学研究的本质和意义。
在今后的学习和工作中，我们应该注重实践、勤思考、善总结，不断提升自身的实验能力和科学素养，为自己和社会创造更大的贡献。
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在这个实验中，我们的目标是测量声速。
听起来简单吧？但当你深入了解，才会发现其中的奥秘。
声音是一种波动，依赖于介质。
空气、水，甚至固体中，声音传播的速度都不一样。
今天，就让我们一起走进这个实验的细节吧。
一、实验原理1.1 声音的传播声音在空气中传播时，是通过空气分子的振动传递的。
简单来说，当你说话，声带振动，产生的波动让周围的空气分子开始跳舞，结果就是声音传到了你朋友的耳朵里。
声速受温度、湿度和气压的影响。
温度越高，声速越快。
想象一下，夏天在海边，声音传得比在寒冷的冬天要快得多。
1.2 声速的测量我们使用了一个简单的方法来测量声速。
首先，准备好一个发声装置，比如一个喇叭。
然后，在远处放一个麦克风。
两者之间的距离是已知的。
当喇叭发声时，麦克风接收到声音并记录下时间。
这就是我们的测量方法，直接而有效。
二、实验步骤2.1 准备设备我们需要的设备包括一个喇叭、一个麦克风、一个计时器和一根尺子。
准备这些东西时，心里充满了期待。
我们把喇叭放在一个固定的位置，确保一切都在最佳状态。
然后，调整麦克风的位置，尽量减少环境噪音。
2.2 进行实验一切准备就绪，开始实验！我打开喇叭，发出清晰的声音。
听，那一瞬间，似乎时间都停止了。
我们都聚精会神地盯着计时器，心跳也随之加速。
声音在空气中迅速传播，麦克风记录下了到达的时间。
每次实验，我们都小心翼翼，尽量减少误差。
2.3 数据记录与处理实验结束后，数据收集到了。
根据公式，声速等于距离除以时间。
我们把记录的数据代入公式，经过几轮计算，最终得出了声速的近似值。
这个过程虽然繁琐，但每一步都让人心潮澎湃。
计算结果与理论值非常接近，这让我倍感欣喜。
三、实验结果与分析3.1 数据结果经过多次实验，我们得到了几组数据。
虽然有一些小的误差，但总体趋势很明显。
声速在空气中大约是340米每秒。
这一数字在心中回响，让我感到无比神奇。
声音在我们生活中随处可见，却从未认真思考过它的速度。
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声速是指声波在介质中传播的速度。
在大学物理实验中，测量声速是一项常见的实验项目。
本文将介绍如何进行声速的测量以及实验过程中的注意事项。
声速的测量可以通过多种方法进行，其中一种常用的方法是通过测量声波在空气中的传播时间来计算声速。
实验中需要用到一台发声器和一台示波器。
首先，将发声器放置在适当的位置，使声波能够在实验室中传播。
然后，将示波器连接到发声器上，并将示波器设置为触发模式。
触发模式可以确保示波器在接收到声波信号时才进行测量。
接下来，调整发声器的频率，使其产生一个明显的声波信号。
然后，打开示波器，并调整示波器的垂直和水平刻度，使声波信号能够在示波器屏幕上清晰可见。
现在，我们可以开始测量声速了。
首先，选择一个起始点，并用示波器的游标功能标记下来。
然后，等待声波信号到达示波器的起始点，并用示波器的游标功能再次标记下来。
通过测量两个标记点之间的时间差，我们可以得到声波在空气中传播的时间。
为了提高测量的准确性，可以进行多次测量，并计算平均值。
此外，还应注意排除外界因素对测量结果的影响。
例如，确保实验室中的环境噪音较小，并避免其他声源的干扰。
在进行实验时，还应注意一些实验技巧。
首先，要确保示波器的触发模式正确设置，以确保测量结果的准确性。
其次，要使用适当的测量工具，如游标功能，以提高测量的精确度。
最后，要注意对实验数据进行记录和分析，以便后续的数据处理和结果推导。
通过以上实验步骤和技巧，我们可以准确测量声速并得到实验结果。
在实验报告中，除了记录实验步骤和结果外，还可以进行一些讨论和分析。
例如，可以比较实验结果与理论值的差异，并探讨可能的误差来源。
此外，还可以讨论声速在不同介质中的差异，并对实验结果进行进一步的解释和应用。
总结起来，声速的测量是一项常见的大学物理实验。
通过合理的实验步骤和技巧，我们可以准确测量声速并得到实验结果。
在实验报告中，除了记录实验过程和结果外，还可以进行讨论和分析，以进一步理解声速的特性和应用。
声速测定实验报告
声速测定实验报告实验目的：通过测定空气中声波传播的速度，了解声波在介质中传播的基本特性，掌握测量声速的方法。
实验原理：声波是一种机械波，是由介质中的分子之间的相互作用所引起的震动在介质内传播的一种波动现象。
声波的传播速度与介质的物理性质有关。
声波在理想气体中的速度可用下式表示：v = sqrt(γRT/M)其中，v为声速，γ为绝热系数（对于理想气体，γ=7/5），R为气体常量，T为温度（单位为开尔文），M为气体的摩尔质量。
实验仪器：1.声速测定装置（包括音叉、共振管等）2.温度计3.计时器实验步骤：1.将共振管调节到最低共振频率。
2.使用音叉激发声波，将音叉置于共振管上方，并振动使之共鸣。
3.同时开始计时，用计时器测量音叉振动的频率f，即共振管的共振频率。
4.记录此时的共振管长度L。
5.改变共振管的长度，使其共振频率逐渐增加，重新记录频率f和共振管长度L。
6.进行多组实验数据的记录。
实验数据：示例数据如下：实验组，频率f/Hz，共振管长度L/m-------，-----------，-------------1，169.7，0.52，337.2，0.253，507.8，0.1664，678.3，0.125数据处理：根据共振管的长度和频率的变化关系，可以绘制出频率f与共振管长度L的曲线图。
曲线的斜率即为共振频率随共振管长度的变化率，其倒数即可计算出声速。
实验结果和分析：根据实验数据，在不同的共振管长度下测得的频率，可以绘制出频率与共振管长度的曲线。
通过计算斜率的倒数，即可得到声速的值。
在本次实验中，通过多次重复实验，测得共振管长度与频率的相关数据。
根据这些数据，可以绘制出频率与共振管长度的图形，根据其斜率的倒数计算出空气中的声速。
实验误差分析：1.共振管壁的损伤或污染，导致共振管长度的测量不准确。
2.音叉发出的声波可能会受到外界环境的干扰，导致频率测量不准确。
3.温度的变化可能会影响声速的测量结果，需要对温度进行严密控制。
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。
在声速测定实验报告
一、实验目的1. 了解声波在空气中传播速度的测量原理。
2. 掌握使用示波器、低频信号发生器等实验仪器的方法。
3. 学会运用逐差法处理实验数据。
4. 理解声速与空气温度、湿度等参数的关系。
二、实验原理声波是一种机械波，在弹性媒质中传播。
声速是指声波在媒质中传播的速度。
在空气中，声速受温度、湿度等因素的影响。
本实验通过测量声波在空气中的传播时间，结合声源频率，计算声速。
三、实验仪器与材料1. 声速测量仪2. 示波器3. 低频信号发生器4. 测量线（用于测量声源与接收器之间的距离）5. 温度计6. 湿度计四、实验步骤1. 将声速测量仪、示波器和低频信号发生器连接好。
2. 打开低频信号发生器，调整输出频率至实验要求。
3. 将声源与接收器放置在测量线上，测量两者之间的距离。
4. 打开声速测量仪，记录实验时的温度和湿度。
5. 观察示波器上接收到的信号，记录信号的最大振幅。
6. 重复步骤3-5，进行多次实验，记录数据。
五、实验数据处理1. 计算声波的传播时间，公式为：t = d / v，其中t为传播时间，d为声源与接收器之间的距离，v为声速。
2. 根据实验数据，绘制声速与温度、湿度的关系曲线。
3. 利用逐差法处理实验数据，计算声速的平均值和标准偏差。
六、实验结果与分析1. 实验测得的声速平均值与理论值较为接近，说明实验方法可靠。
2. 通过实验结果分析，得出声速与温度、湿度之间的关系，验证了声速与这些参数的关系。
3. 实验过程中，可能存在一些误差，如仪器精度、操作误差等。
通过多次实验，可以提高实验结果的准确性。
七、实验结论1. 通过本次实验，掌握了声速测定的原理和方法。
2. 理解了声速与空气温度、湿度等参数的关系。
3. 学会了使用示波器、低频信号发生器等实验仪器。
八、实验反思1. 实验过程中，注意仪器的操作规范，避免误差的产生。
2. 实验数据要准确记录，以便后续处理和分析。
3. 通过多次实验，提高实验结果的准确性。
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我们进行的大学物理实验中，测量声速的实验让我对声音的传播有了更深刻的理解。
这次实验不仅仅是对数字的记录，更是对物理现象的一次亲身体验，让我领悟到声音在空气中是如何穿梭的。
一、实验准备1.1 实验目的实验的主要目标是测量空气中声速的具体数值，并通过实验数据验证理论值。
这听起来简单，但要做到准确、科学，还是需要细致的准备。
1.2 实验器材为了进行这项实验，我们准备了一些基本的设备。
首先是一个音源，我们选择了一个电子音响，因为它能够发出稳定的声音。
接着，我们需要一个麦克风，来接收声音并进行数据记录。
此外，还需要一个计时器和一个测量距离的工具，比如卷尺。
这些工具的选择都是为了保证我们能够精准地进行测量。
二、实验过程2.1 设定实验环境实验前，我们特意选择了一个相对安静的环境，尽量避免其他噪音对实验结果的影响。
这个细节很重要，因为外界的干扰可能会使我们的测量结果不够准确。
我们在教室里将音响和麦克风的距离调整到大约10米，这是一个合适的距离，既能清晰接收到声音，又不会因为距离过远而导致信号减弱。
2.2 进行测量一切准备就绪后，我们开始了实验。
首先，由一名同学负责操作音响发出声音，另一个同学则准备好麦克风和计时器。
当音响发声的瞬间，计时器开始计时，同时麦克风记录下声音到达的时间。
这一过程需要非常协调，任何一点小的失误都可能影响最终的结果。
我们进行多次测量，每次都记录好对应的时间，以便后续的数据处理。
2.3 数据处理实验结束后，我们收集了多次测量的数据。
在处理数据时，我们计算出声音传播的平均时间，并用已知的距离和时间计算出声速。
理论上，声速在空气中约为343米每秒。
通过我们的测量，结果略有偏差，但在可接受范围内。
这让我意识到，尽管我们在实验中尽力追求精确，但总会受到多种因素的影响，比如温度、湿度等环境条件。
三、实验结果与反思3.1 声速的测量结果通过计算，我们得到了一个接近理论值的声速。
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声速测量⼀、实验项⽬名称：声速测量⼆、实验⽬的1.学会测量超声波在空⽓中的传播速度的⽅法2.理解驻波和振动合成理论3.学会逐差法进⾏数据处理4.了解压电换能器的功能和培养综合使⽤仪器的能⼒三、实验原理声波的传播速度与声波频率和波长的关系为：可见，只要测出声波的频率和波长，即可求出声速。
可由声源的振动频率得到，因此，实验的关键就是如何测定声波波长。
根据超声波的特点，实验中可以采⽤⼏种不同的⽅法测出超声波的波长：1. 驻波法（共振⼲涉法）如右图所⽰，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。
由声波传播理论可知，从发射换能器发出⼀定频率的平⾯声波，经过空⽓传播，到达接收换能器。
如果接收⾯和发射⾯严格平⾏，即⼊射波在接收⾯上垂直反射，⼊射波与反射波相互⼲涉形成驻波。
此时，两换能器之间的距离恰好等于其声波半波长的整数倍。
在声驻波中，波腹处声压（空⽓中由于声扰动⽽引起的超出静态⼤⽓压强的那部分压强）最⼩，⽽波节处声压最⼤。
当接收换能器的反射界⾯处为波节时，声压效应最⼤，经接收器转换成电信号后从⽰波器上观察到的电压信号幅值也是极⼤值，所以可从接收换能器端⾯声压的变化来判断超声波驻波是否形成。
移动卡尺游标，改变两只换能器端⾯的距离，在⼀系列特定的距v f fv λ=f λf离上，媒质中将出现稳定的驻波共振现象，此时，两换能器间的距离等于半波长的整数倍，只要我们监测接收换能器输出电压幅度的变化，记录下相邻两次出现最⼤电压数值时（即接收器位于波节处）卡尺的读数（两读数之差的绝对值等于半波长），则根据公式：就可算出超声波在空⽓中的传播速度，其中超声波的频率可由信号发⽣器直接读得。
2.相位⽐较法实验接线如下图所⽰。
波是振动状态的传播，也可以说是位相的传播。
声速的测定实验报告
一、实验目的1. 理解声速的概念及其影响因素。
2. 掌握使用驻波法和相位法测量声速的方法。
3. 熟悉示波器、低频信号发生器等仪器的使用。
4. 学会使用逐差法处理实验数据。
二、实验原理声速是指声波在介质中传播的速度。
声速的大小受介质性质（如密度、弹性模量等）和温度的影响。
本实验采用驻波法和相位法测量声速。
1. 驻波法：当两列频率相同、振幅相等的声波在同一直线上传播并相遇时，它们会相互叠加形成驻波。
驻波的波腹（振动幅度最大的点）和波节（振动幅度为零的点）之间的距离等于声波的波长。
通过测量波腹间距，可以间接求出声波的波长，进而计算出声速。
2. 相位法：声波是一种振动状态的传播，即相位的传播。
当超声波发生器发出的声波是平面波时，沿传播方向移动接收器，总能找到一个位置使得接收到的信号与发射器的激励电信号同相。
继续移动接收器，当接收到的信号再次与激励电信号同相时，移过的距离即为声波的波长。
通过测量波长和频率，可以计算出声速。
三、实验仪器1. 驻波法实验：- 超声波发射器- 超声波接收器- 示波器- 低频信号发生器- 测量尺2. 相位法实验：- 超声波发射器- 超声波接收器- 示波器- 低频信号发生器- 测量尺四、实验步骤1. 驻波法：1. 将超声波发射器和接收器分别固定在支架上，使其在同一直线上。
2. 连接示波器、低频信号发生器和超声波发射器、接收器。
3. 调节低频信号发生器的频率，使超声波发射器产生稳定的声波。
4. 观察示波器上的波形，找到波腹和波节的位置，并测量波腹间距。
5. 计算声波的波长和声速。
2. 相位法：1. 将超声波发射器和接收器分别固定在支架上，使其在同一直线上。
2. 连接示波器、低频信号发生器和超声波发射器、接收器。
3. 调节低频信号发生器的频率，使超声波发射器产生稳定的声波。
4. 观察示波器上的波形，找到相位差为零的位置。
5. 测量超声波发射器和接收器之间的距离，即为声波的波长。
6. 计算声速。
声速测定实验报告_清华
一、实验目的1. 理解声波在空气中传播速度与温度、湿度等状态参量的关系。
2. 掌握超声波的产生和接收原理，学习一种测量空气中声速的方法。
3. 深入理解相位的概念，并运用相位法进行声速测量。
二、实验原理1. 声波在空气中的传播速度声波在空气中的传播速度受温度、湿度等因素的影响。
在理想气体中，声波的传播速度可用以下公式表示：\[ v = \sqrt{\frac{\gamma \cdot R \cdot T}{M}} \]其中，\( v \) 为声速，\( \gamma \) 为比热容比，\( R \) 为普适气体常数，\( T \) 为绝对温度，\( M \) 为气体的摩尔质量。
在室温下，干燥空气中的声速约为 343 m/s。
然而，实际空气中总含有一定量的水蒸气，因此需要根据相对湿度和饱和蒸汽压对声速进行修正。
2. 超声波的产生和接收超声波的产生和接收一般通过压电效应和磁致伸缩效应来实现。
本实验采用压电陶瓷制成的换能器（探头），这种换能器可以在机械振动与交流电压之间双向换能。
3. 相位法测量声速相位法是一种常用的声速测量方法。
其基本原理是利用声波的相位差来计算声速。
具体步骤如下：1. 将超声波发射器产生的声波信号传递给接收器。
2. 接收器接收到的信号与发射器产生的信号进行相位比较。
3. 通过测量相位差，计算出声波的波长。
4. 根据波长和传播距离，计算出声速。
三、实验仪器1. 超声波发射器2. 超声波接收器3. 函数信号发生器4. 示波器5. 测量仪器（如尺子、计时器等）四、实验步骤1. 连接电路将函数信号发生器的输出端与超声波发射器的输入端相连，超声波接收器的输出端与示波器的通道1相连。
2. 测量声速1. 调整函数信号发生器的输出频率，使其接近超声波发射器的共振频率。
2. 观察示波器上接收器接收到的信号波形，当信号波形与发射器产生的信号波形同相时，记录此时的频率。
3. 改变接收器的位置，重复步骤2，记录不同位置下信号波形同相时的频率。
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。
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
实验报告：
本次实验的目的是测量声速。
首先，我们准备了一个实验装置，由一个发声器和一个接收器组成，它们之间的距离可以通过调节接收器的位置来改变。
发声器发出的声音会在空气中传播，当声音到达接收器时，接收器会发出一个信号，从而可以测量声音的传播时间。
接下来，我们调节接收器的位置，使其与发声器之间的距离为$L$，然后发出一个声音，记录下接收器发出信号的时间$t$。
接着，我们重复上述操作，改变接收器的位置，使其与发声器之间的距离为$2L$，记录下接收器发出信号的时间$2t$。
根据声音传播的物理原理，声速$v$可以用下式表示：
$$v=\frac{L}{t}=\frac{2L}{2t}$$
因此，我们可以得到声速的值：
$$v=\frac{L}{t}=\frac{2L}{2t}=\frac{L}{t/2}$$
最后，我们可以用实验数据计算出声速的值，并与理论值进行比较，以验证实验结果的准确性。
经过上述实验，我们可以得出结论：通过测量声音在空气中传播的时间，可以计算出声速的值，并与理论值进行比较，以验证实验结果的准确性。
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。
声速测定物理实验报告
一、实验目的1. 了解声波在介质中的传播特性及其影响因素。
2. 掌握声速测定的基本原理和方法。
3. 学会使用声速测定仪进行实验操作和数据处理。
二、实验原理声波是一种机械波，在介质中传播时，其传播速度v与介质的性质有关。
声速的测量方法主要有驻波法、相位法和时差法。
本实验采用驻波法进行声速测定。
驻波法：当两列相干声波在同一介质中传播时，相遇的波会发生干涉，形成驻波。
驻波的特点是波腹和波节交替出现，且波腹间距等于半个波长。
通过测量波腹间距，可以计算出声波的波长，再结合已知的声波频率，即可求得声速。
三、实验仪器与设备1. 声速测定仪2. 函数信号发生器3. 示波器4. 移动尺5. 声波发射器6. 声波接收器四、实验步骤1. 将声波发射器和接收器固定在实验台上，确保其表面平行。
2. 将函数信号发生器输出端连接到声波发射器，示波器输入端连接到声波接收器。
3. 打开函数信号发生器，调整输出频率在300Hz左右，电压在10-20V之间。
4. 观察示波器显示的波形，调整移动尺，使接收器接收到的信号幅度最大，此时两声波发生共振。
5. 记录此时移动尺的位置，即为波腹间距。
6. 重复步骤4和5，记录多次波腹间距的值。
7. 计算声波的波长和频率。
8. 根据公式v = λf，计算声速。
五、实验数据与结果1. 波腹间距测量结果：第一次：L1 = 15.0cm第二次：L2 = 14.8cm第三次：L3 = 14.9cm平均波腹间距：L = (L1 + L2 + L3) / 3 = 14.9cm2. 声波频率测量结果：f = 300Hz3. 声速计算结果：v = λf = (14.9cm) (300Hz) = 4470cm/s = 44.7m/s六、实验分析与讨论1. 实验结果表明，在本次实验条件下，声速在空气中约为44.7m/s，与理论值相近。
2. 在实验过程中，可能存在以下误差来源：（1）波腹间距的测量误差；（2）声波频率的测量误差；（3）声波发射器和接收器的安装误差；（4）环境温度和湿度对声速的影响。
大学声速测定实验报告
一、实验目的1. 理解声速测定的原理和方法。
2. 掌握使用驻波法、相位法测量声速的实验操作。
3. 学会使用示波器和信号发生器等实验仪器。
4. 通过实验，加深对声学基本概念的理解。
二、实验原理声速是指在介质中声波传播的速度。
声速的大小与介质的性质（如密度、弹性等）有关。
在空气中，声速还与温度有关。
本实验通过驻波法和相位法测量声速，具体原理如下：1. 驻波法：当两束频率相同、相位相反的声波相遇时，会发生干涉现象。
在干涉区域内，声波相互叠加，形成驻波。
通过测量驻波的波长和频率，可以计算出声速。
2. 相位法：通过测量声波传播过程中相位的变化，可以计算出声速。
相位法通常使用示波器观察声波波形，并测量波形之间的相位差。
三、实验仪器1. 声速测定仪2. 示波器3. 信号发生器4. 移动尺5. 温度计四、实验步骤1. 测量室温：打开声速测定仪，预热5分钟。
使用温度计测量室温，记录数据。
2. 驻波法测量声速：a. 将声速测定仪的两个压电陶瓷换能器靠在一起，检查两表面是否水平。
如果不水平，将其调平。
b. 将函数信号发生器接超声声速测定仪的发射端，示波器接接收端。
函数信号发生器选择正弦波，输出频率在300Hz左右，电压在10-20V。
c. 通过示波器观察讯号幅度，调整移动尺改变测定仪两端的距离，找到使讯号极大的位置。
在极大值附近应该使用微调，即固定移动尺螺丝，使用微调螺母调整。
d. 从该极大位置开始，朝一个方向移动移动尺，依次记下每次讯号幅度极大（波腹）时游标的读数，共12个值。
3. 相位法测量声速：a. 将超声声速测定仪的两个压电陶瓷换能器靠在一起，检查两表面是否水平。
如果不水平，将其调平。
b. 将函数信号发生器接超声声速测定仪的发射端，示波器的CH1接在接收端，CH2接在发射端。
选择CH1、CH2的X-Y叠加。
函数信号发生器选择正弦波，输出频率在300Hz左右，电压在10-20V。
c. 通过示波器观察李萨如图形，调整移动尺改变测定仪两端的距离，找到使图形为一条斜率为正的直线的位置。
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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。
当相位差12=-=∆φφφ时，由（5）式，得xA A y 12=，即轨迹为一条处在于第一和第三象限的直线[参见图16—2(a)]。
当212πφφφ=-=∆时，得1222212=+A y A x ，轨迹为以坐标轴为主轴的椭圆当πφφφ=-=∆12时，得xA A y 12-=，轨迹为处于第二和第四象限的一条直线。
改变S 1和S 2之间的距离L ，相当于改变了发射波和接受波之间的相位差（φφφ12-=∆），荧光屏上的图形也随之变化。
显然，L 每变化半个波长（即)21π=-=∆+L L L n n ，位相差φ∆就变化π。
随着振动相位差从0→π的变化，李沙如图形就按图16——2(a) →（b ）→(c)变化。
因此，每移动半个波长，就会重复出现斜率符号相反的直线。
测得波长和频率f ，根据λf V =，就可计算出声速。
4、教学内容（1） 熟悉声速测定仪该仪器由支架、游标卡尺和两只超声压电换能器组成。
两只超声压电换能器的位置分别与游标卡尺的主尺和游标相对定位，所以两只换能器相对位置距离的变化量可由游标卡尺直接读出。
两只超声压电换能器，一只为发射声波用（电声转换），一只为接收声波（声电转换），其结构完全相同。
发射器的平面端面用以产生平面声波；接收器的平面端面则为声波的接收面和反射面。
压电换能器产生的波具有平面性、单色性好以及方向性强的特点。
同时可以控制频率在超声波范围内，使一般的音频对它没有干扰。
（2） 驻波法测量声速1）按图接好线路，把换能器S 1引线插在低频信号发生器的“功率输出孔”，把换能器S 2接到示波器的“Y input ”。
2）打开电源开关，把频率倍乘按钮×10K 压入，调节幅度电位器，使数码显示屏读数5--8V 电压,电压衰减按钮为20dB ；波形选择为正弦波（弹出状态）。
3）压入示波器电源开关，把示波器Y 衰减开关VOLTS/DIV 置0.5v 档，Y 输入方式置AC 位。
扫描档TIME/DIV 为20us ，触发源（触发TRIG ）选择“内同步INT ”；触发方式为“自动”。
4）移动S 2位置，目测S 1与S 2的距离为3cm 左右，调整低频信号发生器的“频率调节”波段开关，调节频率微调电位器，使数码显示屏的频率读数为34.000—36.000KHz 范围。
观察示波器，当屏幕的波形幅度最大时，说明换能器S 1处于共振状态。
记下频率f 值（实验过程中，频率f 不许改变，否则影响实验数据）。
5）示波器荧幕的波形若不在中央，可调节垂直或水平位移电位器；波形太小（可能不稳定）或太大，可调节Y 增益电位器VARIABLE ，使波形幅度适中。
6）注意：实验过程中不要用手触摸两个换能器，以免影响测量精确性。
7）向右稍移S 2，并调整游标卡尺的微调螺丝，同时观察示波器上波形，使波形幅度最大，幅度如果超过屏幕，可调整Y 增益VARIABLE ，使波形满屏。
记下S 2的初始位置L 0。
8 由近至远慢慢移动接收器S 2，逐个记下九个幅度最大的位置（即Li 值）。
（3） 相位法测声速1）把示波器触发方式选择“外接”。
2）把示波器的“Y input ”接超声波测速仪的接收器S 2,示波器“X 输入”联接到低频信号发生器的电压输出（不能接同步输出）。
3）把S 2调回距S 1大约3cm ，移动接收换能器S 2，调节游标卡尺微调螺丝，同时观察示波器的图形变化，使图形为“/”，记下S 2初始位置L O 。
4）由近至远，慢慢移动S 2,并注意观察图形变化，逐下记下每发生一次半周期变化（即图形由“/”直线变到“\”直线）接收换能器S 2的位置读数Li 值，共测十个数据。
5）实验完毕，关掉电源，整理好仪器。
5、实验教学组织及教学要求（1）教学组织1）检查学生的预习实验报告，同时给学生5-10分钟时间熟悉仪器，对本实验有一定的感性认识。
2）讲解实验要点及注意事项，同时以提问的方式检查学生的预习情况，加深学生对实验原理的理解。
3） 随时注意学生的实验操作过程，及时指导解决学生实验中出现的突发情况。
4） 检查每个学生的实验数据，记录实验情况。
（2） 教学要求1）能够利用以前学过的示波器使用方法设计本实验有关示波器的调节步骤； 2）能够理解驻波法和相位法测量声波在空气中传播速度的原理； 3）要求能够理解影响声波传播速度的几个因素；准备报道实验结果。
6、实验教学重点及难点1）重点：掌握用驻波法和相位法测量声波在空气中传播速度。
进一步熟练掌握示波器、低频信号发生器的使用方法。
2） 难点：独立设计本实验有关示波器的调节步骤；准确判断是否形成驻波。
7、实验中容易出现的问题1）换能器未达到共振状态就记录声波频率；2）待测声波在两个换能器之间并未形成驻波，就开始进行测量； 3）记录实验数据时漏掉室温。
8、实验参考数据1）驻波法测量声速 共振频率f =34.583KHz表1 驻波法测量波长的测量数据次序i L mm 310-次序i L mm 310-i i L L -+5mm 310- i I L L v -+5mm310-1 93.72 6 119.54 25.82 0.012 2 98.84 7 124.70 25.86 0.0283 104.02 8 129.90 25.88 0.0484 109.22 9 135.02 25.80 0.0325 114.3810140.1825.800.032逐差法处理表1数据标准偏差∑=--++-=5125511i L L L L ii iI v n S =0.036mm iI ii LL L L n v S C --++≥=⨯=5506.0036.065.1mmu m B 012.0302.03==∆=合成不确定度为)(038.0012.0036.022222255mm u S u u u B L L B A L L ii I I =+=+=+=--++频率f 不确定度)(2.03346.03Z mf f H u ==∆=声速V 的相对不确定度%6.0006.0)832.25038.0()583.342.0()()(222525==+=-+=+-+ii L L f V L L u fu E i I声速的计算)/(34.357832.25583.3452)(525s m L L f V i i =⨯=-=+ 声速V 不确定度为)/(3006.034.357s m VE u V V =⨯== 室温时声速结果表达式：⎩⎨⎧==±=±=%6.0)683.0)(/(006.034.357V V E p s m u V V2）相位法测量声速参考驻波法。
9、实验结果检查方法1）声波的频率值是否与实验中所用换能器的共振频率值相符； 2）形成相邻两个驻波时的接收换能器位置合理；3）相位法中，图形由“/”直线变到“\”直线，或由“\”直线变到“/”直线，接收换能器S 2的位置读数合理。
10、课堂实验预习检查相关题目1）如何调节示波器使其能用来观察某电信号的波形？ 2）如何判断换能器是否共振？ 3）如何正确读取换能器的位置？4）如何利用示波器观察两个相互垂直的电信号的合成图形？11思考题1）为什么需要在驻波系统共振状态下进行声速的测量？2）是否可以用上述方法测量声波在液体或固体中的传播速度？如何进行？3）用驻波法测量声速时，改变S 1和S 2之间的距离时，示波器上的波形振幅有时极大有时极小。
说明极大或极小时，接收器S 2是处于波腹还是波节位置？。