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声速的测定（用共鸣管） 实验目的 1．用已知频率的音叉测定声波在空气中的传播速度； 2．对实验的结果进行分析处理。 实验仪器 共鸣管（附蓄水筒、连通管），不同频率的音叉二支，橡皮锤，支架。 实验原理 可闻的声波频率为20-20000Hz 共鸣管是一直立的带有刻度的透明玻璃管，如图2－15a－1所示。移动蓄水筒可以使管中的水位升降，从而获得一定长度的空气柱。声波沿空气柱传播至水面发生反射，入射波与反射波在空气柱中干涉，调节空气柱的长度L，当其与波长λ满足 （n＝1,2,…） （1） 此时将形成管口为波腹、水面为波节的驻波，声音最响，即产生共鸣。 驻波是一种特殊而又重要的干涉现象；驻波中静止的点称为波节；驻波中振幅最大的点称为波腹。 相邻两次共鸣空气柱的长度差为ΔL，则 而 λ=2ΔL （2） 若声波频率（即声源频率）为f，其波长λ和波速v之间的关系是v=λf，将公式（2－15a－2）代入上式得 实际值 （3） 由此说明：在f已知的情况下，只要测出ΔL，便可求出声波在空气中的传播速度v。改变不同频率的声源，可观测v是否变化。 计算声波在空气中的传播速度的理论公式为 　 　　 　　　　　　 （4） 式中常数R＝8.31J·mol-1·K-1，对于空气μ＝29kg·mol-1，＝1.40，而T＝273.15＋t°C。 或 理论计算公式 其中 （5） 实验内容 1．如图1所示安装好仪器，并调节仪器竖直，并往蓄水筒注水，调节水面高度直到管内水面接近管口为止； 2．把音叉放到距离管口约为管径四分之一高处，使音叉的振动方向与水面垂直，用橡皮锤来敲击音叉，随即缓慢下降管内水位，直到产生第一次共鸣（反复调节水位，待听到声音最响）时，记下水的位置。反复测三次，求得空气柱的平均长度L1； 3．继续使管内水位下降，按实验步骤2测得第二、三…次共鸣时空气柱的平均长度L2、L3、…； 4．改用不同频率的音叉，重复上述实验，测出对空气的长度，并记下室温及所用音叉的标称频率。 数据处理 1．记录测量数据，并用逐差法分别求出使用同一音叉相邻两次共鸣，空气柱长度之差的平均值、。 2．根据（3）式分别求出二种不同音叉产生的声波在空气中的传播速度，并求的平均值，与利用（4）或（5）式计算出的理论值比较，求出实验的百分误差。 思考题 1．在给漏斗加水时要注意那些问题？