超声声速测定.ppt

超声声速的测定 超声声速的测定 超声声速的测定 预习提要 实验要求与目的 实验装置 实验原理 实验内容 数据记录与处理 思考题 补充材料 ﹡思考题解答参考 * 超声声速的测定 * * 山东农业大学物理实验教学中心 压电换能器的工作原理 共振干涉法和相位比较法测声速的原理 示波器的调整与使用 逐差法处理数据的方法 设计待测量的数据记录表格 ﹡预 习 提 要 了解超声波产生和接收原理，学习测量空 气中声速的方法 熟悉示波器的使用 学习用逐差法进行数据处理 用共振干涉法和相位比较法测量空气中的 超声声速 ﹡实验要求与目的 超声声速测定仪 发射换能器 接收换能器 信号发生器 频率计 示波器 Y S2 S1 共振干涉法实验装置 （相位比较法只需将信号发生器输出的信号加在示波器的X端） ﹡实 验 装 置 § 共振干涉法（驻波法） S1发射 S2反射 干涉而成驻波 L L p 波腹 波节 S2表面声压与其位置的关系 ﹡实 验 原 理 ﹡实 验 原 理 结论：每两个相临波腹（波节）间的距离为 § 相位比较法（行波法） S1发射 S2反射 干涉而成驻波 L ：传播时间； ：角频率； ：相位差； ﹡实 验 原 理 接X通道, 接Y通道，移动 ﹡实 验 原 理 结论：每次出现重复图形 得到如下李萨如图形： 移动的距离为 按实验装置图接线，使发射头和接收头的端面尽量平行 共振频率，调整函数发生器的输出频率，使接收头输出的电信号幅度最大 共振干涉法测波长，记录示波器上波形相继出现10个极大值所对应的接收头的坐标 相位比较法测波长，记录示波器上图形相继出现10个相同李萨如图形时所对应的接收头的坐标 ﹡实 验 内 容 1.逐差法计算波长 ，得到超声波传播速度 2.计算超声波在空气中传播速度的公认值 ，求出两种测 量方法得到的v的相对误差E 3.计算不确定度 ﹡数据记录与处理 1 逐差法处理数据的优点是什么？ 2 为什么换能器要在谐振频率条件下进行声速测量？ 3 如何用本实验中的方法测量声速在媒质（如液体和固体）中的传播速度？ ﹡思 考 题 1 逐差法处理数据的优点是充分利用测量数据，并对数据有取平均的效果。 2 当输入电信号的频率为谐振频率时，压电换能器产生机械谐振，此时产生的声波幅度最大；当外力的频率等于谐振频率时，压电换能器产生机械谐振，此时得到的电信号最强。 3 将压电换能器的发射端和接收端之间用该媒质填充，超声波在媒质中的传播使得媒质在波节和波腹处分布的稀疏不同，相当于一个光栅，再用一束激光照射，观察其衍射条纹分布，以测得超声波在媒质中传播的波长。 * *