超聲波傳播速度的測量

超聲波傳播速度的測量 福建農(nóng)林大學物理實驗要求及原始數(shù)據(jù)表格 實驗14超聲波傳播速度的測量 專業(yè)學號姓名 -\預習要點b5E2RGbCAP 1 .聲波的傳播速度應(yīng)如何計算，實驗中應(yīng)測量哪些物理量才能得到聲速值，2. 測量每個物理量需要利用的原理是什么,plEanqFDPw 3 .聲速的理論值應(yīng)如何計算， 二、實驗內(nèi)容 1 .連接聲速測定儀，信號源和模擬示波器； 2 .調(diào)節(jié)信號源產(chǎn)生的電信號的頻率值，當示波器上波形的幅值最強時，記錄相應(yīng)的頻率值，重復 測量5次（該頻率值的范圍為34kHz?40kHz）;測量后計算出頻率的平均值，并利用平均值來 測量波長； 3 .共振干涉法測量波長：旋轉(zhuǎn)聲速測定儀上的手輪，每當示波器上波形的幅值最強時，記錄相應(yīng) 的刻度值，連續(xù)記錄6次； 4 .相位比較法測量波長；將示波器置于X-Y工作模式以觀察李薩如圖形，每當示波器上出現(xiàn)斜率 符號相同的直線時，記錄相應(yīng)的刻度值，連續(xù)記錄6次； 5.記錄實驗時的室溫，以計算室溫下聲速的理論值。 三、實驗注意事項 1. 旋轉(zhuǎn)聲速測定儀上的手輪時，必須沿著同一個方向旋轉(zhuǎn)，避免產(chǎn)生空程差，并 能保證數(shù)據(jù)是連 續(xù)的;但駐波法與相位法之間方向相反是可以的; 2. 在求波長時采用的是數(shù)據(jù)之間的差值（即用逐差法計算波長），因此表2的起點 是任意的;但 由于換能器之間距離越遠則導致能量損失越大，且干擾增多，因此建議在 10?100mmm^間完成 實驗; 3. 測量讀數(shù)由標尺的讀數(shù)與手輪的讀數(shù)共同構(gòu)成，讀數(shù)原理類似于螺旋測微器， 要估讀到最小分 度值的下一位。 四、原始數(shù)據(jù)記錄表格 組號同組人姓名成績教師簽字 表1測量系統(tǒng)的諧振頻率kHz,,儀DXDiTa9E3d i12345平均值 f/kHz，，i 表2測量波長,,mm儀 i測量方法123456 L/mm駐波法，，i L/mm相位法 福建農(nóng)林大學物理實驗要求及原始數(shù)據(jù)表格 五、數(shù)據(jù)處理要求 1. 求出超聲波的頻率、波長以及傳播速度的標準表達式; 2. 求出室溫下聲速的理論值，并比較兩種方法的誤差大小。 【參考公式】 1. 求解頻率標準表達式的計算過程: n2ff,，，,in,1儀221;;;ff,,ff,,,,,,,，SS,,,fi儀f儀ffn1nn,3，， 1RTCrpUDGiT 2. 求解波長標準表達式的計算過程（需要用到逐差法）: 21共振干涉法:，相位比較法:,,,LL,,,LL，，，，iii，3iii，333 之后的計算步驟與求頻率相同; 3. 求解速度值標準表達式的計算過程: 22;vv,,,vf,,,,,,,,,，f，，，，v,vf 4. 室溫下的理論值: ,其中v,331.2m/svvt,,10.00367理t理 5. 相對誤差的計算; vv,t100%E,，vt 注意:由于測量波長使用兩種方法測量，因此波長值，速度值，相對誤差，均應(yīng)分 別計算兩次。六、數(shù)據(jù)處理注意事項5PCzVD7HxA 1.計算步驟應(yīng)詳細，每一步都要有原始公式，數(shù)據(jù)代入過程和結(jié)果;計算過程中，得出的結(jié)果應(yīng) 多取幾位有效數(shù)字，在寫出標準表達式時，再對有效數(shù)字按規(guī)則進行修約 ;2.計 算結(jié)果應(yīng)包含數(shù)值和單位。 七、思考題 1 .實驗中，如果用駐波法測量，是每隔個波長記一次數(shù)，如果用相位 法測量，是每隔 個波長記一次數(shù);若聲波的頻率值為36.000KHz時，聲速測定儀的標尺 第一次讀數(shù) 為60.650mm,第二次讀數(shù)為70.050mm,則此時采用的是。2. 在你的實驗中，哪種方法測得的聲速更接近于理論值,分析實驗中可能產(chǎn)生誤差的原 因。jLBHrnAILg 2 福建農(nóng)林大學物理實驗要求及原始數(shù)據(jù)表格 3 xHAQX74J0X 4 / 6