《聲速測量》實驗報告

1、聲速測量實驗預習報告實驗原理1.理論計算理想氣體中聲波的傳播速度為v需其中，丫為比熱容比，M是氣體的摩爾質(zhì)量，T是絕對溫度,R = (mol K)在室溫t下，干燥空氣中的聲速為v其中，Vo 331.5m/s, To 273.15K。但實際中空氣并不是干燥的，所以修正的結(jié)果為v 33叫 1 T； 1 0.3嚀其中，r為相對濕度，Ps為飽和蒸汽壓，p 1.013 105Pa2.實驗方法由于v f，故只要測出頻率和波長，就可以求出聲速。其中，聲波頻率由聲源振動頻率得到，再用相位法測得波長即 可。波可以看成是相位的傳播。沿傳播方向上的任意兩點，只 要他們的振動狀態(tài)相同，即同相或者相位差為2n的整數(shù)倍，

2、 這時兩點間的距離應等于波長入的整數(shù)倍，即In。當在發(fā)射器的聲波中沿傳播方向移動接受器時，總可以找到一 個位置， 使得接受器接受到的電信號和發(fā)射器的激勵電信號同 相。繼續(xù)移動接受器，知道接受的信號再一次和激勵電信號同 相的時候，移過的距離必然等于聲波的波長。利用利薩如圖形 在兩個電信號同相或反相時橢圓退化為友斜或左斜直線即可 判斷。實驗步驟1 連接電路。函數(shù)信號發(fā)生器的輸出與超聲波發(fā)射器的輸入 端及示波器的通道 1 相連；超聲波接受器的輸出端和示波器的 通道 2 相連。函數(shù)信號發(fā)生器置于正弦波輸出，頻率置于 100kHz檔，輸出幅度調(diào)到峰值10V左右。2 用示波器觀察加在聲波發(fā)射器上的電信號和

3、超聲波接受器輸出的電信號。先將函數(shù)信號發(fā)生器的頻率調(diào)節(jié)到 40kHz左右, 然后細調(diào)頻率，使接受器輸出信號最大，記下此頻率，即超聲 波頻率。實驗過程中若有改變，記下最大最小值，最后取平均 值。3 用相位法測波長。利用利薩如圖找出同相點，每遇到一個同相點就測一次接受器的位置X,連續(xù)測20個，并用逐差法處 理。得到波長的平均值。計算聲速。4.在測量開始和結(jié)束時，先后記錄室溫 ti和t2，以及相對濕度ri和r2,并查出平均室溫對應的飽和蒸汽壓。若溫度不是整 數(shù)值，則按線性內(nèi)插法求出準確的飽和蒸汽壓值。 計算理論值, 和實驗值比較。三、數(shù)據(jù)處理超聲波的頻率f=_kHz儀io0.03mm序號Xi/伽序號Xi/伽Xi+10-Xi/ 伽數(shù)值計算11121210313Xi 10Xi41410 51510616=_ mm717818S10_ m91910200.05mm8.75 0.05mmv f 40.009 103 8.75 10 3350.1m/sv350.1 2.0m/s0.0057理論計算:ti=Ct2=C t=cri=55%2=58%r=%