参考资料,少熬夜!声速的测量实验报告(实用3篇)【导读指引】三一刀客最漂亮的网友为您整理分享的“声速的测量实验报告(实用3篇)”文档资料,供您学习参考,希望此文档对您有所帮助,喜欢就分享给朋友们吧!声速测量实验报告1实验时间:2019年月日,第批签到序号:进入实验室后填写福州大学实验一声速测量(303实验室)学学院班班级学学号姓姓名实验前必须完成实验预习部分登录下载预习资料携带学生证提前10分钟进实验室实验预习部分实验目的实验仪器(名称、规格或型号)实验原理(文字叙述、主要公式、原理图)实验预习部分实验内容和步骤实验预习部分一、写出示波器以下标号的功能(用中文表述),并复习它们的位置(参本考课本P148图图19-13):39(或11)25。二、在下图方框中标出函数信号发生器的四个部位分别对应哪个选项。A、CH1B、CH1使能C、CH2D、CH2使能三、实验中在测量声波波长之前,必须确定系统的。频率。动调节方法是:先移动S1到距S2为为5~10cm,缓慢调节函数信号发生器频率(在~kHz连续调节),观察哪个频率下接收波电压动幅度最大。然后移动S1,使示波器显示的正弦幅度最大,再细调信号以频率(以。为步长调节),直到接收波振幅最大。记下此时频率。注意:本实验用的声速测定装置动子是发射端,定子是接收端。于两个换能器之间的距离最好大于5cm,严禁将两个换参考资料,少熬夜!能器接触。数据记录与处理1测量系统的谐振频率kHz此时换能器间距mm2用共振干涉法测波长((v公=m/s)mm,11mm,mm声速v=百分偏差B=3用相位比较法测波长(v公=/s)数次数iLi/mm数次数i+6Li+6m/mm6()/6()-()声速v=百分偏差B=思考题:用相位法测量波长时,指出本实验用哪两个图形之间的距离:测量波长:(在正确的图下画√)进入实验室后,按实验指导老师要求撰写。实验预习及操作成绩实验指导教师签字日期实验报告成绩报告批阅教师签字日期声速的测定实验报告2声速的测定实验报告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。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实验方法参考资料,少熬夜!3.2.1驻波共振法(简称驻波法)S1发出的超声波和S2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,S1、S2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:(1)即当S1和S2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S2,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,即所移过的距离为:(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2。此距离2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,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:(5)在一般情况下,此李沙如图形为椭圆。当相位差时,由(5)式,得,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)]。时,得A1A2,轨迹为以坐标轴为主轴的椭圆当2当时,得,轨迹为处于第二和第四象限的一条直线。改变S1和S2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(),荧光屏上的图形也随之变化。显然,L每变化半个波长(即,位相差就变化。随着振动相位差从的变化,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,就可计算出声速。4、实验内容(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。参考资料,少熬夜!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S1引线插在低频信号发生器的“功率输出孔”,把换能器S2接到示波器的“Yinput”。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S2位置,目测S1与S2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—范围。观察示波器,当屏幕的波形幅度最大时,说明换能器S1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S2,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S2的初始位置L0。8由近至远慢慢移动接收器S2,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“Yinput”接超声波测速仪的接收器S2,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S2调回距S1大约3cm,移动接收换能器S2,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S2初始位置LO。4)由近至远,慢慢移动S2,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S2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、实验参考数据1)驻波法测量声速共振频率f=表1驻波法测量波长的测量数据参考资料,少熬夜!次序次序1234578910逐差法处理表1数据标准偏差=合成不确定度为222223频率f不确定度声速V的相对不确定度()声速的计算声速V不确定度为室温时声速结果表达式:2)相位法测量声速参考驻波法。6、结论:1)实验测量结果与理论值接近,是误差允许范围。2)相位法测量优于驻波法测量。7、误差分析:1)共振频率的不稳定。2)换能器的不完全平行。3)示波器上振幅极大值的不稳。4)随着换能器的距离的增加能量会有减弱。5)测量时会含有回程差。声速测量实验报告3声速测量实验报告姓名::陈岩松学号:5501215012班级::本硕实验班1151班实验名称声速的测量实验目的1.用驻波法与相位法测声速。2、学会用逐差法进行数据处理。3、了解声波在空气中的传播速度与气体状态参量的关系。4、了解压电换能器的功能与培养综合使用仪器的功能。实验原理声速v、声源振动频率f与波长之间的关系就是所以只要测得声波的频率f与波长,,就可以求得声速v。其中声波频率频率计测得。本实验的主要任务就是测量声波波长,,用驻波法与相位法测量。参考资料,少熬夜!1、相位法波就是振动状态的传播,,也可以说就是相位的传播。在波的传播方向上任何两点,,如果其振动状态相同或者其相位差为的整数倍,,这两点的距离等于波长的整数倍,,即((n为一整数))。若超声波发出的声波就是平面波,,当接收器面垂直于波的传播方向时,,其端面上各点都具有相同的相位。沿传播方向移动接收器时,,总可以找到一个位置使得接收到的信号与发射器的电信号同相。继续移动接收器,,直到找到的信号再一次与发射器的激励电信号同相时,,移过的这段距离就等于声波的波长。实际操作时,,我们用的就是利用李萨如图形寻找同相或反相时椭圆退化成直线的点。2、驻波法按照驻波动理论,,超声波发生器发出的平面波经介质到接收器,,若接收面与发射面平行,,声波在接收面就会被垂直反射,,于就是平面声波在两端面间来回反射并叠加。当接收端面与发射头间的距离恰好等于半波长的整数倍时,,叠加后的波就形成驻波。此时相邻两波节间的距离等于半个波长。当发生器的激励频率等于驻波系统的固有频率((本实验中压电陶瓷的固有频率))时,,会产生驻波共振波腹处的振幅达到最大值。声波就是一种纵波。由纵波的性质知,,驻波波节处的声压最大。当发生共振时,,接收端面处为一波节,,接收到的声压最大,,转换成的电信号也最强。移动接收器到某个共振位置时,,示波器上又会出现最强的信号,,继续移动到某个共振位置,,则两次共振位置之间的距离即为。实验仪器声速测量仪、示波器、信号发生器。实验内容及步骤1、驻波法测声速(11)如图所示连接好电路,,让1S与2S靠近并留有适当的空隙,,使两端面平行且与游标尺正交。(22)根据实验给出的压电换能器的振动频率f,,将信号发生器的输出频率调至f附近,,缓慢移动2S,,当在示波器上瞧到正弦波首次出现振幅较大处,,固定2S,,在仔细微调信号发生器的输出频率,,使荧光屏上图形振幅达到最大,,读出共振频率f。(33)在共振条件下,,将2S移近1S,,在缓慢移开2S,,当示波器上出现振幅最大时,,记下2S的位置0x参考资料,少熬夜!(44)由近及远移动2S,,逐次记下各振幅最大时2S的位置,,连续测010个数据,321,,xxx…10x(55)用逐差法计算出波长的平均值。2、用相位法测声速(1)调节示波器使,,将“秒//格”旋钮旋至利用李萨如图形观察发射波与接收波的相位差,,找出同相点。(2)在共振条件下,,使2S靠近1S,,然后慢慢移开2S,,当示波器上出现倾斜线时,,微调游标卡尺上的微调螺丝,,使图形稳定,,记下2S的位置(33)继续缓慢移开2S,,依次记下10个示波器上李萨如图形为直线时游标卡尺的读数,,(44)用逐差法算出声波波长的平均值。数据处理及记录共振频率f=37、613kHz1、驻波法数据记录如下((单位:mm):0x1x2x3x4x89、06893、19897、976102、679107、1855x6x7x8x9x10x111、、756116、589121、、208125、、822130、、357135、、019由上表可得下表((其中,单位:cm)、391、232、143、172、263参考资料,少熬夜!、35649、29289、25729、26889、3052下面用逐差法求声波波长()()==mm25)()()=4、648mm则波长、296mm下面计算声波速度的不确定度先计算的不确定度,,、0466mm、01mm从而、、01kHz所以%5)()1()()1()()ln()()ln(2222222求出实验结果为、相位法数据记录((单位:mm)138、、942148、、180157、、406166、、548175、、821184、、903194、、902203、、355212、、676222、、072231、、213参考资料,少熬夜!从而得到下表(,单位:mm)、72245、89546、12846、25146、