声速测定实验不确定度、误差之比较研究.pdf

Vol27 No. 1 第27 卷第1 期 大学物理实盘 2014 年2 月 PHYSICAL EXPERTh心~NT OF COLLEGE Feb.20 14 文章编号: 1007-2934(2014)01-0088-04 声速测定实验不确定度、误差之比较研究 冯登勇，王昆林 (云南楚雄师范学院， 云南楚雄 675∞0) 摘 要: 对声速测定的两种实验方法，进行了对比性实验.结合其误差分析、不确定度进行了比较 性分析研究。 关键词:声速测定;比较研究;误差分析;不确定度 中图分类号: 0351 文献标志码: A 声波是一种在弹性媒质中传遍的机械波，振 距离为半波长。因此保持频率f不变，通过测量两 动频率在20， 20000 Hz 的声波称为可闻声波， 次相邻的接收信号达到极大值时反射面之间的距 频率低于 20 Hz 的声波称为次声波，频率高于 离)./2 ，就可以用 v = ).1计算声速。 20000 Hz的声波称为超声波。声波的波长、频 c(5 音叉 率、强度、传播速度等是声波的特性。对这些量的 T r 汹 测量是声学技术的重要内容。 如声速的测量在声 波定位、探伤、测距中有着广泛的应用。具体测量 L t 声速的方法有多种，而且对于声速测量有几种方 法在实验室条件下己是十分稳定和成熟的，但对 各种测量方法结合测量仪器的精度，从误差的分 析与及不确定度的范围进行比较性研究是有一定 圈 1 驻波法测F曾遭装置圄 意义的，故笔者特选取实验室常用测量声速的两 如图 1 所示，共鸣管是一直立的刻有精度为 种方法一一共鸣管驻波可闻声法和超声波振幅极 1. 0 rnm 的透明玻璃管。移动蓄水筒可以使管中的 值法进行实验比较研究。 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，人射波与反射波在空 1 实验原理 气柱中干涉， 调节空气柱的长度L，当其与波长A 满足 测量声速基本原理是利用声速与振动频率f Lnω+叶( n = 1 ， 2 ， .. . )ω 和波长A 之间的关系即: v = β 来进行的。 1. 1 共鸣管驻波可闹声法 此时将形成管口为波腹、水面为波节的驻波，声音 设有一从声源发出的一定频率的平面声波， 最响，即产生共鸣。 经过