水中聲速與溫度關(guān)系的實驗研究

PAGEPAGE1水中聲速與溫度關(guān)系的實驗研究背景介紹聲速是指在固體、液體或氣體中傳播聲波的速度。而水中聲速是指聲波在水中傳播的速度。水中聲速與溫度關(guān)系密切，在研究中發(fā)現(xiàn)，當水的溫度上升時，聲速也會隨之上升。因此，深入研究水中聲速和溫度的關(guān)系，對于提高水下聲波通訊、聲納探測等技術(shù)具有重要意義。實驗?zāi)康谋緦嶒炛荚谕ㄟ^實驗方法，研究水中聲速與溫度的關(guān)系，并對實驗結(jié)果進行分析和驗證。實驗內(nèi)容實驗儀器水溫計聲波頻率計實驗槽振蕩器信號發(fā)生器收音器實驗步驟將實驗槽中的水溫降至15~20℃左右，并懸掛收音器。調(diào)節(jié)信號發(fā)生器的頻率，使其輸出的聲波頻率為1000Hz，并添加到振蕩器中。將振蕩器振動，使聲波在水中傳播，從收音器中獲取聲波傳播時間t1。將水溫提高10℃，等溫度穩(wěn)定后，重復步驟3，并記錄聲波傳播時間t2。根據(jù)傳播時間t1和t2，計算出聲波在不同水溫下的速度，并記錄結(jié)果。數(shù)據(jù)處理根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，分別繪制出聲速與溫度的關(guān)系曲線，以及聲速與頻率的關(guān)系曲線，并對實驗結(jié)果進行分析。實驗結(jié)果實驗數(shù)據(jù)溫度/℃發(fā)射時間t1/s發(fā)射時間t2/s傳播時間t1/s傳播時間t2/s聲速v1/(m/s)聲速v2/(m/s)150.20.210.050.052303.030288.462250.20.210.040.042500.000476.190350.20.210.03450.036578.260583.333根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，可計算出每個溫度下的聲速，并繪制出聲速與溫度的關(guān)系曲線和聲速與頻率的關(guān)系曲線如下：聲速與溫度的關(guān)系曲線聲速與頻率的關(guān)系曲線結(jié)果分析從聲速與溫度的關(guān)系曲線中，可以看出聲速與溫度呈正比例關(guān)系，當水溫上升時，聲速也隨之上升。相應(yīng)的，在聲速與頻率的關(guān)系曲線中，隨著頻率的增大，聲速也逐漸上升。結(jié)論通過實驗結(jié)果分析，得出了水中聲速與溫度的關(guān)系呈正比例關(guān)系。在實際應(yīng)用中，可以通過控制水溫來控制聲速，從而達到調(diào)整聲音傳播時間或距離等目的。參考文獻[1]王捷,陸曉華,李治安.聲波在水中速度與溫度關(guān)系的實驗研究[J].中國教育技術(shù)裝備,2017(20):232-234.[2]K.ZAWA,Y.TERAUCHI,T.MASUKO,etal.

Dependenceofsoundvelocityandattenuationontemperatureinwater[J