《實(shí)驗(yàn)超聲波傳播速度的測(cè)量》由會(huì)員分享，可在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)《實(shí)驗(yàn)超聲波傳播速度的測(cè)量（3頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 實(shí)驗(yàn) 超聲波傳播速度的測(cè)量 裝 訂 處  專(zhuān)業(yè) ___________________ 學(xué)號(hào) ___________________ 姓名 ___________________ 一、預(yù)習(xí)要點(diǎn) 1. 聲波的傳播速度應(yīng)如何計(jì)算，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)測(cè)量哪些物理量才能得到聲速值？ 2. 測(cè)量每個(gè)物理量需要利用的原理是什么？

2、 3. 聲速的理論值應(yīng)如何計(jì)算？ 4. 在課前寫(xiě)好預(yù)習(xí)報(bào)告，上課時(shí)務(wù)必將預(yù)習(xí)報(bào)告和原始數(shù)據(jù)表格一并帶來(lái)，否則扣分 。 二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1. 連接聲速測(cè)定儀，信號(hào)源和模擬示波器； 2. 測(cè)量系統(tǒng)的諧振頻率：重復(fù)測(cè)量3 次，填入表 1，計(jì)算其平均值，并利用平均值來(lái)測(cè)量波長(zhǎng)； 3. 共振干涉法測(cè)量波長(zhǎng)：連續(xù)記錄 8 次，填入表 2； 4. 相位比較法測(cè)量波長(zhǎng)：連續(xù)記錄 8 次，填入表 3； 5. 時(shí)差法測(cè)量聲速：連續(xù)記錄6 次，填入表 4，并計(jì)算表格中其余物理量； 6. 記錄實(shí)驗(yàn)時(shí)的室溫 t __________℃，計(jì)算室溫下聲速的

3、理論值。 三、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng) 1. 調(diào)節(jié)聲速測(cè)定儀上的手輪時(shí)，必須沿著同一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)，避免產(chǎn)生空程差，并能保證數(shù)據(jù)是連續(xù)的； 2. 在求波長(zhǎng)時(shí)采用的是數(shù)據(jù)之間的差值 （即用 逐差法 計(jì)算波長(zhǎng)），因此表 2、表 3 的起點(diǎn)是任意的； 由于換能器之間距離過(guò)近或過(guò)遠(yuǎn)均會(huì)產(chǎn)生較多干擾，因此建議在 50~200mm 之間完成實(shí)驗(yàn)； 3. 測(cè)量讀數(shù)由標(biāo)尺的讀數(shù)與手輪的讀數(shù)共同構(gòu)成，讀數(shù)原理類(lèi)似于螺旋測(cè)微器，要估讀到最小分度值的下一位。 四、數(shù)據(jù)處理要求 （對(duì)表 1、 2、 3 進(jìn)行以下數(shù)據(jù)處理；表 4 不需要進(jìn)行數(shù)據(jù)處理） 1. 求出駐波法與相位法中，超聲波的頻率

4、、波長(zhǎng)以及傳播速度的標(biāo)準(zhǔn)表達(dá)式； 2. 求出室溫下聲速的理論值，以及上述兩種方法的相對(duì)誤差。 【參考公式 】 1. 求解頻率標(biāo)準(zhǔn)表達(dá)式的計(jì)算過(guò)程： n 2 f 1 n fi ； Sf 1 fi f 儀 2 2 f f u f ； u f n 1 n n ； 儀 3 Sf 儀 1 2. 求解波長(zhǎng)標(biāo)準(zhǔn)表達(dá)式的計(jì)算過(guò)程（需要用到 逐差法 ）： 共振干涉法：

5、 i 2 Li 4Li ，相位比較法： i 1 Li 4 Li 4 4 之后的計(jì)算步驟與求頻率相同； 3. 求解速度值標(biāo)準(zhǔn)表達(dá)式的計(jì)算過(guò)程： 2 2 v f ； uv u f f u v v uv 4. 室溫下的理論值： vt v理 1 0.00367t ，其中 v理 331.2m/s 5. 相對(duì)誤差的計(jì)算； v vt E 100% vt 注意：由于測(cè)量波長(zhǎng)使用兩種方法測(cè)量，因此波長(zhǎng)值、速度值與相對(duì)誤差， 均應(yīng)分別計(jì)算兩次。 五、原始數(shù)據(jù)記錄表格

6、 成績(jī) __________ 教師簽字 _______________組號(hào) ________ 同組人姓名 ____________________ 表 1 測(cè)量系統(tǒng)的諧振頻率 儀 _______________kHz i 1 2 3 平均值 fi / kHz 表 2 共振干涉法測(cè)量波長(zhǎng) 儀 _______________mm i 1 2 3 4 5 6 7 8 Li / mm 表 3 相位比較法測(cè)量波長(zhǎng) 儀 _______________mm

7、 i 1 2 3 4 5 6 7 8 Li / mm 表 4 時(shí)差法測(cè)量聲速 i 1 2 3 4 5 6 Li / mm ti / μs 計(jì)算 L4 L1 __________ L5 L2 __________ L6 L3 __________ v / m/s t4 t1 __________ t5 t2 __________ t6 t3 __________ v _____ v1 L4 L1 ______ v2 L5

8、 L2 ______ v3 L6 L3 ______ t 4 t1 t5 t2 t6 t3 六、數(shù)據(jù)處理注意事項(xiàng) 1. 計(jì)算步驟應(yīng)詳細(xì)，每一步都要有原始公式，數(shù)據(jù)代入過(guò)程和結(jié)果；計(jì)算過(guò)程中，得出的結(jié)果應(yīng)多取幾位有效數(shù)字，在寫(xiě)出標(biāo)準(zhǔn)表達(dá)式時(shí)，再對(duì)有效數(shù)字按規(guī)則進(jìn)行修約； 2. 計(jì)算結(jié)果應(yīng)包含數(shù)值和單位。 七、思考題  裝 訂 處 1. 實(shí)驗(yàn)中，如果用駐波法測(cè)量，是每隔__________ 個(gè)波長(zhǎng)記一次數(shù)，如果用相位法測(cè)量，是每隔 __________ 個(gè)波長(zhǎng)記一次數(shù)；若聲波的頻率值為 36.000KHz 時(shí)，聲速測(cè)定儀的標(biāo)尺第一次讀數(shù)為 60.650mm ，第二次讀數(shù)為 70.050mm，則此時(shí)采用的是 _______________。 2. 在你的實(shí)驗(yàn)中，根據(jù)數(shù)據(jù)處理的計(jì)算結(jié)果，哪種方法測(cè)得的聲速更接近于理論值？分析實(shí)驗(yàn)中可能產(chǎn)生誤差的原因。