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声速测定实验报告 声速得测定实验报告
11、实验目得1学会用驻波法与相位法测量声波在空气中传播速度 2进一步掌握示波器、低频信号发生器得使用方法 3)学会用逐差法处理数据.
22、实验仪器超声声速测定仪、低频信号发生器DF1027B、示波器ST16B
33、实验原理
3.1实验原理声速V、频率f与波长λ之间得关系式为如果能用实验方法测量声波得频率f与波长λ,即可求得声速V.常用得测量声速得方法有以下两种 332实验方法3322 1驻波共振法简称驻波法)发出得超声波与反射得超声波在它们之间得区域内相干涉而形成驻波当波源得频率与驻波系统得固有频率相等时,此驻波得振幅才达到最大值,此时得频率为共振频率 驻波系统得固有频率不仅与系统得固有性质有关,还取决于边界条件,在声速实验中,、即为两边界,且必定就是波节,其间可以有任意个波节,所以驻波得共振条件为:1)即当与之间得距离L等于声波半波长得整数倍时,驻波系统处于共振状态,驻波振幅最大在示波器上得到得信号幅度最大当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,可以连续地改变L得大小.由式(1可知,任意两个相邻共振状态之间,即所移过得距离为:(2可见,示波器上信号幅度每一次周期性变化,相当于L改变了此距离可由超声声速测定仪上得游标卡尺测得,频率可由低频信号发生器上得频率计读得,根据,就可求出声速 3.22.2两个相互垂直谐振动得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得同频率得谐振动得合成图形—-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与第三象限得直线[参见图16-2(a] 当时,得,轨迹为以坐标轴为主轴得椭圆当时,得,轨迹为处于第二与第四象限得一条直线.改变与之间得距离L,相当于改变了发射波与接受波之间得相位差),荧光屏上得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0→得变化,李沙如图形就按图16—-2(a→(b→(c)变化因此,每移动半个波长,...。