超声波声速测量数据处理范例
声速的测量(超声)实验报告
声速的测量（超声）一、实验目的：①用共振干涉法求超声声速；②用相位比较法求超声声速。
二、实验仪器：超声声速测量仪、信号发生器、数字频率计、同轴电缆、示波器、游标卡尺、压电陶瓷超声换能器。
三、实验原理：①声速的测量：利用公式νλ,测量声波的频率ν和波长λ去求声速v。
②声压驻波：已知两列频率、振幅和振动方向相同的平面简谐波，向相反的方向传播时，叠加的合成波就是驻波，在驻波场中质点振幅最大处为波腹，质点位移振幅近似为零处为波节，相邻波腹或波长的距离为半波长（λ/2）。
③声波波长的测量：接收器S2输出的信息有两部分：1、驻波的信息，其振幅随S2的移动而变化，在共振时，S1、S2的距离为l：，，，此时振幅较大。
2、类似行波的信息，S1、S2用的相位差，也随着S2的移动而变化，每移动λ/2，相位差改变Π（即180°）。
利用这两种信息均可测量声波波长λ。
（1）共振干涉法；（2）相位比较法。
四、实验方法：①用共振干涉法测声速：示波器的X端用内部扫描，调内部扫描与S2的信息同步，示波器上显示的是S2的交流信号按时间展开的图形，移动S2示波器上图形有时很大，有时很小。
在S2移动范围内，仔细测多个出现极大值时S2的位置l1、l2、……、l n，用逐差法求出λ，再求声速v。
②用相位比较法测声速：示波器的X端用内部扫描，调内部扫描与S2的信息同步，移动S2示波器上的图形会从椭圆变换到一条直线，再从直线变换到一个反方向的椭圆，往复变换。
在S2移动范围内，仔细测多个出现直线时S2的位置l1、l2、……、l n，用逐差法求出λ，再求声速v。
③记录实验室的实温t。
④用当前实温和公式求出声速，与以上两种方法求出的声速进行比较，分析。
五、数据处理：温度：34℃频率：37500Hz共振干涉法（单位：mm）：218.98 213.58 209.20 204.56 199.62 194.92 190.64 185.72 180.62176.52相位比较法（单位：mm）：174.60 169.60 164.80 160.68 155.90 151.22 146.28 141.58 136.68131.70共振干涉法：λ相位比较法：λ六、小结（误差分析）：通过共振干涉法算出的超声声速为350.560 m/s，通过相位比较法算出的超声声速为354.360 m/s，通过公式求出的应得声速为351.474 m/s。
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、实验目的与原理1.1 实验目的为了研究声速的测量方法，我们进行了一次声速的测量实验。
通过实验，我们希望能够了解声速的定义、测量原理以及影响声速的因素，从而为实际应用提供理论依据。
1.2 实验原理声速是指在某种介质中，声波传播的速度。
声音是由物体振动产生的机械波，当这种振动传播到介质中时，会引起介质分子的振动，从而形成声波。
声波在介质中的传播速度与其内部分子的振动速度有关，而分子的振动速度又受到温度、压力等因素的影响。
因此，声速的测量实际上是测量介质中分子振动速度的过程。
二、实验设备与材料2.1 设备本次实验使用的设备包括：声源(用于产生声波)、麦克风(用于接收声波)、计时器(用于计算声波传播时间)、数据处理软件(用于分析实验数据)。
2.2 材料实验所使用的材料包括：水、玻璃、铝箔等。
这些材料都是常见的介质，可以用于测量声速。
三、实验步骤与数据处理3.1 实验步骤1) 将水倒入一个透明的容器中，使其充满水。
2) 将玻璃和铝箔分别放在水中。
3) 用麦克风分别对玻璃和铝箔进行录音。
4) 使用计时器记录每次录音所需的时间。
5) 重复以上步骤多次，以获得较为准确的数据。
6) 使用数据处理软件对实验数据进行分析，得出声速的测量结果。
3.2 数据处理我们需要计算每次录音所需的时间。
由于实验过程中可能会受到环境噪声的影响，因此我们需要在每次录音前先将麦克风校准，以减小误差。
接下来，我们可以使用以下公式计算声波在介质中传播的距离：距离 = (时间 * 频率) / 声速其中，时间是以秒为单位的时间长度，频率是以赫兹为单位的声音频率，声速是以米/秒为单位的声波传播速度。
通过对所有数据的分析，我们可以得到不同介质中声波传播速度的测量结果。
四、实验结果与分析根据我们的实验数据，我们得到了不同介质中声波传播速度的结果。
通过对比实验数据与理论预测值，我们发现实验结果与理论预测值基本一致，说明我们的实验方法是可行的。
测量声速的实验报告声速测定实验数据处理
测量声速的实验报告声速测定实验数据处理测量声速（实验报告）实验目的：1）探究影响声速的因素，超声波产生和接收的原理。
2）学习、掌握空气中声速的测量方法3）了解、实践液体、固体中的声速测量方法。
4）三种声速测量方法作初步的比较研究。
实验仪器:1）超声波发射器2）超声波探测器3）平移与位置显示部件。
4）信号发生器：5）示波器实验原理：1)空气中：a.在理想气体中声波的传播速度为v（式中 cpcV（1）称为质量热容比，也称“比热[容]比”，它是气体的质量定压热容cp与质量定容热容cV的比值；M 是气体的摩尔质量，T是绝对温度，R=8.314472(1±1.7×10-6)Jmol-1K-1为摩尔气体常量。
）标准干燥空气的平均摩尔质量为Mst =28.966 10-3kg/mol b.在标准状态下(T0 273.15K,p 101.3 kPa)，干燥空气中的声速为v0=331.5m/s。
在室温t℃下，干燥空气中的声速为v v0（2）（T0＝273.15K）c.然而实际空气总会有一些水蒸气。
当空气中的相对湿度为r时，若气温为t℃时饱和蒸气压为pS，则水汽分压为rps。
经过对空气平均摩尔质量M 和质量热容比 的修正，在温度为t、相对湿度为r的空气中，声速为（在北京大气压可近似取p 101kPa；相对湿度r可从干湿温度计上读出。
温度t℃时的饱和水汽压ps可用lgps 10.2861780237.3trp v 331s 16m s （3）计算）d.式(3)的计算结果与实际的超声声速真值可能有一定偏差。
引起偏差的原因有：~状态参量的测量误差~理想气体理论公式的近似性~实际超声声速还与频率有关的声“色散”现象等。
实验方法：A. 脉冲法：利用声波传播时间与传播距离计算声速实验中用脉冲法测量，具体测量从脉冲声源(声发射器)到声探测器之间的传播时间tSD和距离lSD，进而算出声速v (实验中声源与探测器之间基本是同一被测煤质)lSDv tSDB. 利用声速与频率、波长的关系测量（要求声发射器的直径显著大于波长、声探测器的的直径小于波长(反射很少)）测波长的方法有B-1 行波近似下的相位比较法B-2 驻波假设下的振幅极值法B-3 发射器与探测器间距一定时的变频测量法实验步骤：1）用行波近似下的相位比较法测量空气中的声速a. 正确接线将信号发生器的输出连接到声速仪的超声发射器信号的输入端的T型三通接头上，三通的另一个借口用导线连到示波器的一个输入端。
超声波的声速测量实验报告
超声波的声速测量实验报告超声波的声速测量实验报告引言：超声波是一种频率高于人耳可听到的声波。
它在许多领域中有着广泛的应用，如医学、工业、测量等。
本实验旨在通过测量超声波在不同介质中的传播速度，探究声速与介质性质之间的关系。
实验目的：1. 了解超声波的基本特性和传播规律；2. 掌握超声波声速的测量方法；3. 研究不同介质对超声波传播速度的影响。
实验装置与材料：1. 超声波发生器2. 超声波接收器3. 信号发生器4. 水槽5. 不同介质样品（如水、玻璃、金属等）6. 计时器7. 数据记录表实验步骤：1. 将超声波发生器和接收器固定在水槽的两侧，使其距离相等，并与信号发生器相连。
2. 将水槽中注满水，并调整信号发生器的频率，使得超声波在水中传播。
3. 启动计时器，记录超声波从发生器到接收器的传播时间。
4. 重复步骤2和3，分别使用不同介质样品（如玻璃、金属）替代水，记录传播时间。
实验结果与分析：通过多次实验测量，我们得到了不同介质中超声波传播的时间数据。
根据声波传播的基本原理，我们可以计算出声速。
根据实验数据，我们可以得出以下结论：1. 不同介质对超声波传播速度有显著影响。
在水中，超声波传播速度较快；而在玻璃和金属等固体介质中，传播速度明显更快。
2. 这是因为声速与介质的密度和弹性模量有关。
在固体介质中，原子或分子之间的相互作用力较大，导致声速较高；而在液体介质中，分子之间的相互作用力较弱，导致声速较低。
3. 此外，超声波在不同介质中的传播路径也会受到影响。
在液体中，超声波的传播路径相对较直，而在固体中，由于晶格结构的存在，超声波会发生折射和反射，导致传播路径变化，进而影响传播速度。
实验误差与改进：在实验过程中，可能存在一些误差，如仪器误差、操作误差等。
为减小误差，我们可以采取以下措施：1. 保持实验环境稳定，避免温度和湿度等因素对实验结果的影响。
2. 使用精确的计时器，并进行多次测量取平均值，以提高数据的准确性。
液体中超声波声速的测定实验报告
液体中超声波声速的测定人耳能听到的声波，其频率在16Hz 到20kHz 范围内。
超过20Hz 的机械波称为超声波。
光通过受超声波扰动的介质时会发生衍射现象，这种现象称为声光效应。
利用声光效应测量超声波在液体中传播速度是声光学领域具有代表性的实验。
一、实验目的1． 了解超声波的产生方法及超声光栅的原理 2． 测定超声波在液体中的传播速度 二、实验仪器分光计，超声光栅盒，钠光灯，数字频率计，高频振荡器。
三、实验原理将某些材料（如石英、铌酸锂或锆钛酸铅陶瓷等）的晶体沿一定方向切割成晶片，在其表面上加以交流电压，在交变电场作用下，晶片会产生与外加电压频率相同的机械振动，这种特性称为晶体的反压电效应。
把具有反压电效应的晶片置于液体介质中，当晶片上加的交变电压频率等于晶片的固有频率时，晶片的振动会向周围介质传播出去，就得到了最强的超声波。
超声波在液体介质中以纵波的形式传播，其声压使液体分子呈现疏密相同的周期性分布，形成所谓疏密波， 如图1a)所示。
由于折射率与密度有关，因此液体的折射率也呈周性变化。
若用N 0表示介质的平均折射率，t 时刻折射率的空间分布为()()y K t N N t y N s s -∆+=ωcos ,0式中ΔN 是折射率的变化幅度；ωs 是超声波的波角频率；K s 是超声波的波数，它与超声波波长λs 的关系为K s =2π/λs 。
图1b 是某一时刻折射率的分布，这种分布状态将随时以超声波的速度v s 向前推进。
图1 密度和折射率呈周期分布如果在超声波前进的方向上垂直放置一表面光滑的金属反射器，那么，到达反射器表面的超声波将被反射而沿反向传播。
适当调节反射器与波源之间的距离则可获得一共振驻波（纵驻波）。
设前进波与反射波分别沿y 轴正方向传播，它们的表达式为()y K t A s s -=ωξcos 1()y K t A s s +=ωξcos 2其合成波为()()y K t A y K t A s s s s +=+-=+=ωξωξξξcos cos 121利用三角关系可以求出t y K A s s ωξcos cos 2=此式就是驻波的表达式。
超声波测声速实验报告doc文档
( f )2 ( f )2 3 (m/s)
实验结果表示：υ=（353±3）m/s，B=0.8%
六、 误差分析
1. 由于使用软件虚拟操作，应该不会出现一些读数的误差，操作上也应该没有什么问 题；
2. 由于 6 月 9 日无法登陆大物实验中心和大厅，所以数据并没有从软件上得到，我只 有参考了一些网络上的数据。
西安交通大学
大学物理仿真实验 实验报告
——声速的测量
姓 名：林 丽 学 号：2120505028 学 院：电信学院 班 级：计算机 22 班
一、 实验目的
1. 了解超声波的产生、发射和接收的方法； 2. 用驻波法和相位比较法测声速。
二、 实验仪器
1. 超声声速测定仪：主要部件是两个压电陶瓷换能器和一个游标卡尺。 2. 函数信号发生器：提供一定频率的信号，使之等于系统的谐振频率。 3. 示波器：示波器的 x, y 轴输入各接一个换能器，改变两个换能器之间的距离会影
λ的不确定度：
S
7
(i )2
i 1
＝0.002（cm）
i(i 1)
Байду номын сангаас
因为，λi= (1i+7-1i) /7，Δ仪=0.02mm
所以， u
7
2 3
仪＝0.000233（cm）
计算声速：
S 2 u 2 0.020（mm）
f 353.31 （m/s）
f
计算不确定度：
f 1% 3
0.2 (kHz)
响示波器上的李萨如图形。并由此可测得当前频率下声波的波长，结合频率，可以 求得空气中的声速。
三、 实验原理
由波动理论可知，波速与波长、频率有如下关系：v = f λ，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。 声波的波长用驻波法（共振干涉法）和行波法（相位比较法）测量。下图是超声波测声速实 验装置图。
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嘿伙计们，今天我们要来聊聊声速的测量实验报告及数据处理。
咱们得明白声速是什么吧？声速就是声音在空气中传播的速度，换句话说，就是我们听到的声音传到别人耳朵里需要多长时间。
好了，不多说了，让我们开始实验吧！实验目的：测量实验室内不同温度下的声音传播速度。
实验器材：麦克风、计时器、温度计、声速计、温度计。
实验步骤：1. 我们需要准备好实验器材。
把麦克风插上电源，打开开关，然后用计时器记录下从发出声音到接收到回声所需的时间。
用温度计测量实验室内的温度。
2. 接下来，我们要把声速计调整到合适的范围。
一般来说，声速计的量程是0-3499米/秒。
不过，我们这次实验的目的是测量不同温度下的声音传播速度，所以我们要把声速计调整到0-343米/秒这个范围内。
这样一来，我们就可以更准确地测量出声音在空气中传播的速度了。
3. 现在，我们可以开始实验了。
先让麦克风发出一个响亮的声音，然后用计时器记录下从发出声音到接收到回声所需的时间。
用温度计测量实验室内的温度。
重复这个过程几次，取平均值作为结果。
4. 把测得的时间和温度代入公式：声速 = (2 * 时间) / 温度，计算出声音在空气中传播的速度。
注意，这里的时间单位是秒，温度单位是摄氏度。
5. 我们可以把测得的结果整理成表格或图表的形式进行展示和分析。
通过对比不同温度下的声音传播速度，我们可以了解到什么因素会影响声音在空气中的传播速度。
好啦，实验完成啦！下面我们来分析一下实验数据。
根据我们的实验数据，我们发现随着温度的升高，声音在空气中传播的速度确实会变慢。
这是因为温度升高会导致空气分子的运动变得更加剧烈，从而使声音在空气中传播时受到更大的阻力。
所以呢，当我们感觉天气越来越热的时候，就会觉得声音变得“聒噪”了。
通过这次声速的测量实验报告及数据处理，我们不仅学到了如何测量声音在空气中传播的速度，还了解到了温度对声音传播速度的影响。
希望这些知识能帮助大家更好地理解我们周围的世界哦！。
超声声速测量实验报告
超声声速测量实验报告实验目的：通过测量超声波在介质中传播的时间，计算出声速。
实验原理：超声波是指频率高于人耳能听到的最高频率20kHz 的声波。
在实验中，可以用超声波测量仪测量超声波在不同介质中传播的时间，通过已知距离除以时间，可以得到声速。
实验装置：超声波发生器、超声波接收器、示波器、计时器、测量尺。
实验步骤：1. 将超声波发生器和超声波接收器连接到示波器上，并将示波器调节到合适的显示范围。
2. 使用测量尺测量超声波在空气中的传播距离，并记录下来。
3. 打开超声波发生器和接收器的电源开关，并调节超声波频率和强度。
4. 用计时器测量超声波从发生器发出到接收器接收到的时间，并记录下来。
5. 将超声波发生器和接收器放入水中，重复步骤2-4，分别测量超声波在水中的传播距离和时间。
6. 用已知的距离除以测得的时间，即可得到声速。
实验数据记录：- 空气中传播距离：30cm- 空气中传播时间：2.5ms- 水中传播距离：30cm- 水中传播时间：1.5ms实验结果计算：- 空气中声速 = 空气中传播距离 / 空气中传播时间- 水中声速 = 水中传播距离 / 水中传播时间实验结果分析：通过计算，得到空气中声速和水中声速的数值，可以发现水中声速比空气中声速要大。
这是因为声速与介质的密度和弹性有关，水的密度比空气大，所以声速也相应增加。
实验误差和改进：1. 计时器的误差：计时器的精度可能会带来一定的误差，可以尝试使用更精确的计时器进行测量。
2. 超声波的发射角度：超声波的传播方向可能会受到发射角度的影响，应尽量保证超声波直线传播。
3. 环境因素的干扰：实验室中可能存在其它声音的干扰，可以选择较为安静的环境进行实验。
实验总结：通过超声声速测量实验，我们可以通过测量超声波在介质中传播的时间，计算出声速。
这个实验可以帮助我们了解声波在不同介质中的传播特性，以及介质对声速的影响。
同时，实验中应注意排除干扰因素，保证实验结果的准确性。
超声波声速测量实验中的误差分析【范本模板】
误差理论与数据处理研究性教学课程名称: 误差理论与数据处理设计题目: 超声波声速测量的误差分析院系：机械与电子控制工程学院班级：测控11０３班设计者: 晏雯秀(1１222086) 赵璐(1１222079）郑海冰(11２22081) 朱崇巧(1122２084)周杏芳（112２2083）指导教师：孙艳华ﻬ超声波声速测量的误差分析摘要：针对学生在超声波声速测量实验中存在的测量数据误差的问题，分析了实验中各种可能的误差来源, 同时也指出了减小误差的相应措施, 使学生对该实验的误差来源更清楚。
关键词:超声波; 谐振频率;共振干涉频率;误差ﻫ声波是在弹性媒质中传播的一种机械波。
对声波特性如频率、声速、波长、声压衰减等的测量是声学应用技术中的主要内容之一．在物理实验中,进行声速测量一般采用的是频率大于20 kHz以上的超声波。
由于其频率高、波长短, 所以超声波具有定向好、功率大、穿透力强、信息携带量大、能引起空化作用以及引起许多特殊效应(如凝聚效应和分离效应)的优点。
在工业、农业、国防、生物医学和科学研究等各个领域存着广泛的应用,如超声无损检测、超声波测距和定位、测量气体温度瞬间变化、测液体流速、测材料弹性模量等等.对声速进行测量, 在声波定位、探伤、测距等应用中具有重要意义. 超声波声速的测量方法一般有共振干涉法和相位比较法两种，本文主要对共振干涉法中的实验误差作简要分析。
一、共振干涉法原理超声波声速的测量公式是ｖ=ｆλ, 其中，ｆ为超声波频率, 等于发射换能器的谐振频率，可由频率计直接读出；λ 为本实验所要测量的量，为超声波波长。
基本原理是利用频率计输入电压的激发，通过逆压电效应，使压电陶瓷片处在共振状态, 使陶瓷体产生机械简谐振动, 从而发射出简谐超声波。
超声波在空气中传播遇到接收换能器反射面发生反射,反射波与入射波叠加形成驻波, 利用接收换能器对超声波进行接收。
又通过正压电效应, 将机械振动（声信号) 转化成电信号,从示波器上观察到相应的电信号波形，两相邻极大值之间的间距为１2λ。
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。
声速测定以及声速数据处理
【实验目的】1．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。
2．学习用共振干涉法、相位比较法和时差法测定超声波的传播速度。
3．通过用时差法对多种介质的测量，了解声纳技术的原理及其重要的实用意义。
【实验原理】在波动过程中波速V 、波长λ和频率f 之间存在着下列关系：λ∙=f V ，实验中可通过测定声波的波长λ和频率f 来求得声速V 。
常用的方法有共振干涉法与相位比较法。
声波传播的距离L 与传播的时间t 存在下列关系：t V L ∙= ，只要测出L 和t 就可测出声波传播的速度V ，这就是时差法测量声速的原理。
1．共振干涉法（驻波法）测量声速的原理：当二束幅度相同，方向相反的声波相交时，产生干涉现象，出现驻波。
对于波束1：)/X 2t cos(A F 1λ∙π-ω∙=、波束2：()λ∙π+ω∙=/X 2t cos A F 2，当它们相交会时，叠加后的波形成波束3：()t cos /X 2cos A 2F 3ω∙λ∙π∙=，这里ω为声波的角频率，t 为经过的时间，X 为经过的距离。
由此可见，叠加后的声波幅度，随距离按()λ∙π/X 2cos 变化。
如图28.1所示。
压电陶瓷换能器1S 作为声波发射器，它由信号源供给频率为数千周的交流电信号，由逆压电效应发出一平面超声波；而换能器2S 则作为声波的接收器，正压电效应将接收到的声压转换成电信号，该信号输入示波器，我们在示波器上可看到一组由声压信号产生的正弦波形。
声源1S 发出的声波，经介质传播到2S ，在接收声波信号的同时反射部分声波信号，如果接收面（2S ）与发射面（1S ）严格平行，入射波即在接收面上垂直反射，入射波与发射波相干涉形成驻波。
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2S 处的振动情况。
移动2S 位置（即改变1S 与2S 之间的距离），你从示波器显示上会发现当2S 在某些位置时振幅有最小值或最大值。
根据波的干涉理论可以知道：任何二相邻的振幅最大值的位置之间（或二相邻的振幅最小值的位置之间）的距离均为2/λ。
超声波的声速测量实验报告
超声波的声速测量实验报告一、实验目的1、了解超声波的产生、发射和接收的原理。
2、学习用驻波法和相位比较法测量超声波在空气中的传播速度。
3、掌握示波器的基本使用方法。
二、实验原理1、超声波的产生超声波是频率高于 20000Hz 的声波，它的产生通常是利用压电效应。
将压电晶体片置于交变电场中，由于压电效应，晶体片会发生周期性的伸缩振动，从而产生超声波。
2、驻波法测量声速当发射面与接收面之间的距离等于半波长的整数倍时，会形成驻波。
此时，接收面处的声压最大，通过移动接收面，测量相邻两次声压最大时接收面的位置变化，即可求出超声波的波长，进而求得声速。
3、相位比较法测量声速从发射面发出的超声波与接收面接收到的超声波存在一定的相位差。
通过观察示波器上两列波的相位差变化，同样可以求出波长和声速。
三、实验仪器1、超声波声速测定仪包括超声发射换能器、接收换能器、游标卡尺等。
2、示波器3、信号发生器四、实验步骤1、驻波法（1）按照实验装置图连接好电路，将超声发射换能器和接收换能器分别固定在导轨的两端。
（2）打开信号发生器和示波器，调节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）缓慢移动接收换能器，观察示波器上的信号幅度变化，找到相邻的两个极大值点，记录下接收换能器的位置。
（4）重复测量多次，求出波长的平均值，进而计算出声速。
2、相位比较法（1）保持实验装置不变，将示波器的“XY”显示模式打开。
（2）调节信号发生器的频率，使示波器上显示出李萨如图形。
（3）缓慢移动接收换能器，观察李萨如图形的变化，当图形从直线变为椭圆，再变为直线时，记录下接收换能器的位置。
（4）同样重复测量多次，求出波长平均值和声速。
五、实验数据及处理1、驻波法实验数据｜测量次数｜极大值位置（mm）｜｜：：｜：：｜｜ 1 ｜＿___ ｜｜ 2 ｜＿___ ｜｜ 3 ｜＿___ ｜｜ 4 ｜＿___ ｜｜ 5 ｜＿___ ｜波长的计算：相邻极大值位置之差即为半波长，求出波长平均值。
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、学习使用驻波法和相位法测量声速。
3、掌握数据处理和误差分析的方法。
二、实验原理1、驻波法当声源发出的平面波在管内传播时，会在管内形成驻波。
在驻波中，相邻两波节或波腹之间的距离为半波长。
通过测量相邻两个波节或波腹之间的距离，就可以计算出声波的波长，再结合声波的频率，从而求得声速。
设声源频率为 f，波长为λ，声速为 v，则有 v ＝fλ。
2、相位法通过比较发射波和接收波的相位差来测量声速。
当发射波和接收波的相位差为2π 的整数倍时，两者同相；当相位差为（2n ＋1)π 时，两者反相。
通过测量相位差的变化，计算出波长，进而得到声速。
三、实验仪器1、声速测量仪2、信号发生器3、示波器四、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一定值，使示波器上显示出稳定的正弦波。
（2）移动测量管中的接收器，观察示波器上波形的变化，找到相邻的波节或波腹，记录其位置。
（3）重复测量多次，计算出波长的平均值。
2、相位法（1）将信号发生器的输出同时接到示波器的 X 轴和 Y 轴输入端。
（2）调节信号发生器的频率，使示波器上显示出一个李萨如图形。
（3）移动接收器，观察李萨如图形的变化，找到图形从直线变为椭圆或从椭圆变为直线的位置，记录下来。
（4）重复测量多次，计算出波长的平均值。
五、实验数据记录与处理1、驻波法｜测量次数|波节位置（cm）｜相邻波节距离（cm）｜波长（cm）｜｜｜｜｜｜｜1|＿____|＿____|＿____|｜2|＿____|＿____|＿____|｜3|＿____|＿____|＿____|｜4|＿____|＿____|＿____|｜5|＿____|＿____|＿____|波长的平均值：λ ＝（λ₁＋λ₂＋λ₃＋λ₄＋λ₅）／ 5声速：v ＝fλ2、相位法｜测量次数|相位变化位置（cm）｜相邻相位变化距离（cm）｜波长（cm）｜｜｜｜｜｜｜1|＿____|＿____|＿____|｜2|＿____|＿____|＿____|｜3|＿____|＿____|＿____|｜4|＿____|＿____|＿____|｜5|＿____|＿____|＿____|波长的平均值：λ ＝（λ₁＋λ₂＋λ₃＋λ₄＋λ₅）／ 5声速：v ＝fλ六、误差分析1、仪器误差仪器本身的精度和稳定性会对测量结果产生影响，例如信号发生器的频率误差、示波器的测量误差等。
超声波声速测量数据处理范例
超声波声速的测量实验数据处理实验室初温：t 1= 33.6 o c ；实验室末温：t 2= 33.8 o c1．用逐差法处理波长λ 依公式计算)(316n n iL L -=+λ==∑n iλλ ==∑n f f i波长的不确定度：A 类分量： =--=∆∑)1()(2n n i A λλ0.085 0.184 0.024 0.033 0.0860.124 30 0.0072 0.03386 0.00058 0.00109 0.00740 0.01537 0.0665|30B 类分量：取其仪器误差限，考虑为均匀分布，则=∆=∆3仪B合成不确定度：=∆+∆=∆22B A波长λ的测量结果：2．频率f 的数据处理：A 类分量： =--=∆∑)1()(2n n f fi A B 类分量：取信号源误差限，考虑为均匀分布，则 =∆=∆3仪B合成不确定度： =∆+∆22B A频率f 的测量结果： 3．波速v 的数据处理=⋅=f V λ=∆+∆⋅=∆22)()(f V fV λλ不确定度传递为波速测量结果：4．理论值及相对误差的计算由实验室初温和末温：t 1 = 33.6 o c ，t 2 = 33.8 o c 得到温度的平均值为：t 0 = (t 1+t 2)/2 = (33.6+33.8)/2 = 33.7 o c声速的理论值：s m T t T V T T V V /4.35115.2737.3315.2735.311000000=+⨯=+⋅=⋅= 将声速的两次测量值与理论值进行比较，由100⨯-=理理实V V V E r % 5．实验结论：文 - 汉语汉字 编辑词条文，wen ，从玄从爻。
天地万物的信息产生出来的现象、纹路、轨迹，描绘出了阴阳二气在事物中的运行轨迹和原理。
故文即为符。
上古之时，符文一体。
古者伏羲氏之王天下也，始画八卦，造书契，以代结绳(爻)之政，由是文籍生焉。
--《尚书序》依类象形，故谓之文。
超声波测声速实验报告
超声波测声速实验报告超声波测量声速实验报告——⼤学物理仿真实验学院：⽣命学院班级：⽣基硕01姓名：廖崇兵学号：实验⽇期：2011年6⽉3⽇—9⽇交报告⽇期：2011年6⽉10⽇⼀、实验⽬的1.了解超声波的产⽣、发射和接收的⽅法；2.⽤驻波法和相位⽐较法测声速。
⼆、实验仪器1.超声声速测定仪：主要部件是两个压电陶瓷换能器和⼀个游标卡尺。
2.函数信号发⽣器：提供⼀定频率的信号，使之等于系统的谐振频率。
3.⽰波器：⽰波器的x, y轴输⼊各接⼀个换能器，改变两个换能器之间的距离会影响⽰波器上的李萨如图形。
并由此可测得当前频率下声波的波长，结合频率，可以求得空⽓中的声速。
三、实验原理由波动理论可知，波速与波长、频率有如下关系：v = f λ，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。
声波的波长⽤驻波法（共振⼲涉法）和⾏波法（相位⽐较法）测量。
下图是超声波测声速实验装置图。
1.驻波法测波长由声源发出的平⾯波经前⽅的平⾯反射后，⼊射波与发射波叠加，它们波动⽅程分别是：y 1=Acos2π(ftxy 2=Acos2π(ft+xλ)叠加后合成波为：y=(2Acos2πxλ)cos2πftcos2πxλ=±1的各点振幅最⼤，称为波腹，对应的位置：x=±nλ2(n=0,1,2,3…)；cos2πxλ=0的各点振幅最⼩，称为波节，对应的位置：x=±（2n+1）λ4(n=0,1,2,3…)。
因此，只要测得相邻两波腹（或波节）的位置X n、X n+1即可得波长。
2.相位⽐较法测波长从换能器S1发出的超声波到达接收器S2，所以在同⼀时刻S1与S2处的波有⼀相位差：φ=2πxλ(其中λ是波长，x为S1和S2之间距离)。
因为x改变⼀个波长时，相位差就改变2p。
利⽤李萨如图形就可以测得超声波的波长。
四、实验步骤1.连接仪器。
按照图1连接好仪器，使⽤前开机预热10min，⾃动⼯作在连续被⽅式，选择的介质为空⽓，观察S1和S2是否平⾏。
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、学习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、培养实验数据处理和误差分析的能力。
二、实验原理1、驻波法当声源发出的平面波在空气中传播时，遇到障碍物会发生反射。
在一定条件下，入射波和反射波会相互叠加形成驻波。
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，进而求得声速。
设声源的频率为＼（f\），波长为＼（λ\），声速为＼（v\），则有＼（v ＝fλ\）。
2、相位比较法声源发出的声波通过介质传播到接收器时，在同一时刻，声源和接收器处的声波相位不同。
通过观察示波器上两个同频率正弦波的相位差，可以计算出声波的波长，从而求出声速。
三、实验仪器1、信号发生器2、示波器3、声速测量仪（包括发射器和接收器）4、游标卡尺四、实验步骤1、驻波法（1）将声速测量仪的发射器和接收器分别接入信号发生器和示波器。
（2）调节信号发生器的频率，使示波器上显示出稳定的正弦波。
（3）缓慢移动接收器，观察示波器上正弦波振幅的变化，找到相邻的波腹和波节，用游标卡尺测量其距离。
（4）改变信号发生器的频率，重复上述步骤，测量多组数据。
2、相位比较法（1）按照驻波法的连接方式连接好仪器。
（2）调节信号发生器的频率，使示波器上显示出两个清晰的同频率正弦波。
（3）移动接收器，观察两个正弦波的相位差变化，当相位差从＼（0\）变化到＼（π\）时，记录接收器移动的距离。
（4）改变信号发生器的频率，重复上述步骤，测量多组数据。
五、实验数据记录与处理1、驻波法｜频率＼（f\）（kHz）｜相邻波腹（或波节）距离＼（L\）（mm）｜波长＼（λ\）（mm）｜声速＼（v\）（m/s）｜｜：：｜：：｜：：｜：：｜｜＼（35\）｜＼（345\）｜＼（690\）｜＼（v ＝fλ ＝35×10^3×690×10^｛－3} ＝ 2415\）｜｜＼（36\）｜＼（332\）｜＼（664\）｜＼（v ＝36×10^3×664×10^｛－3} ＝ 23904\）｜｜＼（37\）｜＼（320\）｜＼（640\）｜＼（v ＝37×10^3×640×10^｛－3} ＝ 2368\）｜｜＼（38\）｜＼（310\）｜＼（620\）｜＼（v ＝38×10^3×620×10^｛－3} ＝ 2356\）｜｜＼（39\）｜＼（302\）｜＼（604\）｜＼（v ＝39×10^3×604×10^｛－3} ＝ 23556\）｜平均值：＼（＼bar{v} ＝＼frac{2415 ＋ 23904 ＋ 2368 ＋ 2356 ＋23556}｛5} ＝ 23788\）（m/s）2、相位比较法｜频率＼（f\）（kHz）｜相位差变化时接收器移动距离＼（D\）（mm）｜波长＼（λ\）（mm）｜声速＼（v\）（m/s）｜｜：：｜：：｜：：｜：：｜｜＼（35\）｜＼（685\）｜＼（1370\）｜＼（v ＝fλ ＝35×10^3×1370×10^｛－3} ＝ 4795\）｜｜＼（36\）｜＼（668\）｜＼（1336\）｜＼（v ＝36×10^3×1336×10^｛－3} ＝ 48096\）｜｜＼（37\）｜＼（652\）｜＼（1304\）｜＼（v ＝37×10^3×1304×10^｛－3} ＝ 48248\）｜｜＼（38\）｜＼（635\）｜＼（1270\）｜＼（v ＝38×10^3×1270×10^｛－3} ＝ 4826\）｜｜＼（39\）｜＼（620\）｜＼（1240\）｜＼（v ＝39×10^3×1240×10^｛－3} ＝ 4836\）｜平均值：＼（＼bar{v} ＝＼frac{4795 ＋ 48096 ＋ 48248 ＋ 4826 ＋4836}｛5} ＝ 481888\）（m/s）六、误差分析1、仪器误差声速测量仪的精度、游标卡尺的读数误差以及示波器的测量误差等都会对实验结果产生影响。
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在探索声音的奥秘时，我们总想揭开它背后的秘密。
比如，想知道声音是如何从一个地方传到另一个地方的？这就要说到声速了。
今天，咱们就来聊聊这个让人好奇的问题——声速的测量实验报告及数据处理。
你得有个好工具。
就像你准备去野餐，得带上好吃的和必备的东西一样，测量声速也得有个合适的“装备”。
比如说，你可以用一个秒表，或者干脆用手机里的计时器来记录声音的传播时间。
还有啊，别忘了准备一根尺子和一把剪刀，这可是测量距离的神器。
接下来，我们要开始动手了。
先让声音从起点出发，跑向终点。
记得要慢慢来，别急，不然声音可能还没到就累了呢。
然后，用尺子量一量声音跑了多少距离，记下来。
这个过程就像是在给声音做一次长途旅行的记录。
当然啦，光有距离还不够，还得知道声音的速度。
这时候，我们的秒表和手机计时器就可以派上用场了。
只要把距离和时间都记录下来，然后用公式计算一下，就能得出声音的速度啦。
这个公式就是：速度=距离/时间。
听起来是不是很简单？不过，有时候我们会遇到点小问题，比如声音好像没按预期的时间到达终点。
这时候，可别急，也别慌。
检查一下你的计时器，看看是不是走得准。
如果还是不行，那就再检查一下距离和速度的计算过程，确保每一步都没错。
别忘了整理一下你的数据。
把你测量的距离、时间和计算出的速度都写在纸上，这样一看就一目了然了。
而且，如果你觉得有必要，还可以把这些数据输入电脑，做成一份漂亮的表格，方便以后查阅。
通过这次声速的测量实验，我们不仅学会了如何测量声音的速度，还锻炼了自己的动手能力和耐心。
更重要的是，我们学会了面对问题不退缩，而是勇敢地去解决它。
这些宝贵的经验，将伴随我们在生活的方方面面，成为我们成长路上的宝贵财富。
声速的测量实验虽然看起来简单，但其中蕴含着科学的严谨性和探索的乐趣。
希望这篇文章能让你对声速的测量有一个更加直观的了解，也希望你能在未来的科学探索中，继续保持好奇心和探索精神。
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超声波声速的测量实验数据处理
实验室初温：t i = 33.6 o c ;实验室末温：t 2= 33.8 o c
波长的不确定度:
(i
——) 0.085 0.184 0.024 0.033 0.086 n(n 1) 0.0072 0.03386 0.00058 0.00109 0.00740 0.0665|30
B 类分量：取其仪器误差限，考虑为均匀分布，则
仪
B 3
2 2
A B
—2 (f i f) n(n 1) B 类分量：取信号源误差限，考虑为均匀分布，则
仪 B 爲
合成不确定度：； 2B 频率f 的测量结果：
3. 波速v 的数据处理
V _ f
不确定度传递为
波速测量结果：
4. 理论值及相对误差的计算
由实验室初温和末温：t i = 33.6 o c , t 2 = 33.8 o c 得到温度的 平均值
1.
用逐差法处理波长入 依公式计算i n 6 L n )
A 类分量: 0.124 30 0.01537 合成不确定度： , 波长入的测量结果：
2.频率f 的数据处理:
A 类分量:
为：
t o = (t i +t 2)/2 = (33.6+33.8)/2 = 33.7
°c 声速的理论值：
V V o T V o T o t o 311.5 . 273^5 337 351.4m/s ■- To ■' To ", 273.15
将声速的两次测量值与理论值进行比较，由 E r
100% V 理 5. 实验结论：。