大物實(shí)驗(yàn)2二級(jí)聲速的測(cè)量

實(shí)驗(yàn)名稱:聲速的 實(shí)驗(yàn)原（一）為什么選擇超聲波進(jìn)量在彈性介質(zhì)中，頻率從20Hz到20kHz的振動(dòng)所激起的機(jī)械波稱為聲波，高于20kHz，稱為超聲波，超聲波的頻率范圍在2×104Hz-5×108Hz之間。超聲波的速度，就是聲波的速度。超本實(shí)驗(yàn)用壓電陶瓷超聲換能器來(lái)測(cè)定超聲波在空氣中的速度，它是非電量電測(cè)方法的一由波動(dòng)理論可知，波速與波長(zhǎng)、頻率有如下關(guān)系：vfλ，只要知道頻率和波長(zhǎng)就可以求出波由聲源發(fā)出的平面波方的平面反射后，入射波與發(fā)射波疊加，它們波動(dòng)方程分別是yAcos2ftx yAcod2ftx

y=2Acos2X/當(dāng)Xn/2時(shí)y2Acos2X1稱為波當(dāng)X= 時(shí)cos2X/0，稱為波因此只要測(cè)得相鄰兩波腹（或波節(jié)）Xn、Xn-1從換能器S1發(fā)出的超聲波到達(dá)S2，所以在同一時(shí)刻S1與S2處的波有一相位差：=2x/其中是波長(zhǎng)，xS1S2x2。利用李實(shí)驗(yàn)記YB16380.3KHz~3MHz函數(shù)信號(hào)發(fā)生 游標(biāo)量程 精度實(shí)驗(yàn)溫度前22.5℃ 諧振頻率34.65KHz實(shí)驗(yàn)步實(shí)驗(yàn) 123456789游標(biāo)讀數(shù)游標(biāo)讀數(shù)實(shí)驗(yàn) 123456789游標(biāo)讀數(shù)數(shù)據(jù)處(一)計(jì)算溫度下聲波理論速C由實(shí)驗(yàn)記 實(shí)驗(yàn)溫度前 C

T22.5

1273K1

331.45m/11

344.90m/ T (二)駐波法測(cè)量聲速的游標(biāo)讀數(shù)處實(shí)驗(yàn)要求初始測(cè)量時(shí),超生發(fā)生器與之間要有至少5cm距離.在本次測(cè)量時(shí),初始沒有做到這一點(diǎn).所以截取數(shù)據(jù)5~16進(jìn)行處理.56789游標(biāo)讀數(shù)游標(biāo)讀數(shù)波腹間的距離xxi1波123456789逐差法計(jì)算波腹間的距離,即半波長(zhǎng)

114.4814.99215.516.0116.51817.03013.97613.47212.96012.45011.948ORIGION得到標(biāo)準(zhǔn)差0.00358cm在《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)第一次》中，At101110t

U

2.260.003n n

PB類不確定度為

C

P3游標(biāo)的誤差分布為均勻分布,,C3<學(xué)物理實(shí)驗(yàn)第一冊(cè)>30cm的游標(biāo)最大允差為0.05mm,30cmbUb

0.95

1.960.005

P33U2UaU2Uab1

P

P（三）相位法測(cè)量聲速的游標(biāo)讀數(shù)處波腹間的距離xxi1波123456789逐差法計(jì)算波長(zhǎng)平均

121.04820.04019.03018.02217.01016.00014.99413.98212.97011.952ORIGION得到標(biāo)準(zhǔn)差0.003cm在《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)第一次》中，At

U

2.310.003n n

PB類不確定度為

99 C

P3游標(biāo)的誤差分布為均勻分布,,C3<學(xué)物理實(shí)驗(yàn)第一冊(cè)>30cm的游標(biāo)最大允差為0.05mm,30cmbUb

0.95

1.960.005

P33U2UaU2Uab2

P

1.010

P（四）函數(shù)發(fā)生器的讀數(shù)處函數(shù)發(fā)生器數(shù)據(jù)處理時(shí)沒有A類不確定度。只考慮B類不確定

bB類不確定度為

C3假設(shè)函數(shù)發(fā)生器的無(wú)法分布為均勻分布，即C3所以

bk0.95b

1.96

3所以Uf3

3465059VT

V

20.508cm34.65KHz352.04m/

Vx1 V

1 V

xx 1 所以

0.007

PV352.042.46m/

PVV

PVT

V

1.010cm34.65KHz349.96m/

lnx2Vx2 V

2 V

xx 2 所以

0.004

PV349.961.40m/

PVV

P（六）與理論值的比11

344.90m/理論值T 11V352.042.46m/

P

352.04344.90VVVT

PV349.961.40m/

P

VVVT

P數(shù)據(jù)分從兩個(gè)實(shí)驗(yàn)與理論值的誤差比較來(lái)看12.1%，21.5實(shí)驗(yàn)思在實(shí)驗(yàn)時(shí)求初始測(cè)量時(shí),超生發(fā)生器與之間要有至少5cm距離這可能是因?yàn)槌?/p>