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1、超聲波傳播速度的測(cè)量
福建農(nóng)林大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)要求及原始數(shù)據(jù)表格
實(shí)驗(yàn)14超聲波傳播速度的測(cè)量
專業(yè)學(xué)號(hào)姓名
-\預(yù)習(xí)要點(diǎn)b5E2RGbCAP
1 .聲波的傳播速度應(yīng)如何計(jì)算，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)測(cè)量哪些物理量才能得到聲速值，2.
測(cè)量每個(gè)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(jì)算，
二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
1 .連接聲速測(cè)定儀，信號(hào)源和模擬示波器；
2 .調(diào)節(jié)信號(hào)源產(chǎn)生的電信號(hào)的頻率值，當(dāng)示波器上波形的幅值最強(qiáng)時(shí)，記錄相應(yīng)的頻率值，重復(fù)
測(cè)量5次（該頻率值的范圍為34kHz?40kHz）;測(cè)量后計(jì)算出頻率的平均值，并利用平均值來
測(cè)量波長；
3 .共振干涉
2、法測(cè)量波長：旋轉(zhuǎn)聲速測(cè)定儀上的手輪，每當(dāng)示波器上波形的幅值最強(qiáng)時(shí)，記錄相應(yīng)
的刻度值，連續(xù)記錄6次；
4 .相位比較法測(cè)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(dāng)示波器上出現(xiàn)斜率
符號(hào)相同的直線時(shí)，記錄相應(yīng)的刻度值，連續(xù)記錄6次；
5.記錄實(shí)驗(yàn)時(shí)的室溫，以計(jì)算室溫下聲速的理論值。
三、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)
1. 旋轉(zhuǎn)聲速測(cè)定儀上的手輪時(shí)，必須沿著同一個(gè)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(shí)采用的是數(shù)據(jù)之間的差值（即用逐差法計(jì)算波長），因此表2的起點(diǎn)
是任意的;但
由于換能器之間距離越遠(yuǎn)則導(dǎo)致能量損
3、失越大，且干擾增多，因此建議在
10?100mmm^間完成
實(shí)驗(yàn);
3. 測(cè)量讀數(shù)由標(biāo)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(cè)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(hào)同組人姓名成績教師簽字
表1測(cè)量系統(tǒng)的諧振頻率kHz,,儀DXDiTa9E3d
i12345平均值
f/kHz，，i
表2測(cè)量波長,,mm儀
i測(cè)量方法123456
L/mm駐波法，，i
L/mm相位法
福建農(nóng)林大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)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(biāo)準(zhǔn)表達(dá)式;
2. 求出室溫下聲速的理論值，并比較兩種方法
4、的誤差大小。
【參考公式】
1. 求解頻率標(biāo)準(zhǔn)表達(dá)式的計(jì)算過程:
n2ff,，，,in,1儀221;;;ff,,ff,,,,,,,，SS,,,fi儀f儀ffn1nn,3，，
1RTCrpUDGiT
2. 求解波長標(biāo)準(zhǔn)表達(dá)式的計(jì)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(jì)算步驟與求頻率相同;
3. 求解速度值標(biāo)準(zhǔn)表達(dá)式的計(jì)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(duì)誤差的計(jì)算;
5、
vv,t100%E,，vt
注意:由于測(cè)量波長使用兩種方法測(cè)量，因此波長值，速度值，相對(duì)誤差，均應(yīng)分
別計(jì)算兩次。六、數(shù)據(jù)處理注意事項(xiàng)5PCzVD7HxA
1.計(jì)算步驟應(yīng)詳細(xì)，每一步都要有原始公式，數(shù)據(jù)代入過程和結(jié)果;計(jì)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(biāo)準(zhǔn)表達(dá)式時(shí)，再對(duì)有效數(shù)字按規(guī)則進(jìn)行修約
;2.計(jì)
算結(jié)果應(yīng)包含數(shù)值和單位。
七、思考題
1 .實(shí)驗(yàn)中，如果用駐波法測(cè)量，是每隔個(gè)波長記一次數(shù)，如果用相位
法測(cè)量，是每隔
個(gè)波長記一次數(shù);若聲波的頻率值為36.000KHz時(shí)，聲速測(cè)定儀的標(biāo)尺
第一次讀數(shù)
為60.650mm,第二次讀數(shù)為70.050mm,則此時(shí)采用的是。2.
在你的實(shí)驗(yàn)中，哪種方法測(cè)得的聲速更接近于理論值,分析實(shí)驗(yàn)中可能產(chǎn)生誤差的原
因。jLBHrnAILg
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超聲波傳播速度的測(cè)量
