rona－声速测量.doc

实验报告 姓名:骆涛 学号:PB06210288 系别:0611 座号:2 实验题目:声速的测量 实验目的:了解超声波的产生发射和接收方法，用干涉法和相位法测量声速 实验内容: 在、之间选择示波器上的讯号幅度最大处为起点，记下此时的频率（正是谐振频率）为f=35.20kHz。 1．用干涉法测量波长和声速： 缓缓移动，依次记下每次讯号幅度最大时的位置（波腹的位置）、，……，，共12个值，如下表：（n为出现波腹的次数） n 1 2 3 4 5 6 x/cm 11.730 12.220 12.730 13.220 13.734 14.236 n 7 8 9 10 11 12 x/cm 14.730 15.240 15.740 16.226 16.720 17.222 利用求得如下表：（n为出现波腹的次数） n 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 /mm 4.92 5.10 4.90 5.14 5.02 4.94 5.10 5.00 4.86 4.94 5.02 求得的平均值和不确定度为 4.994mm 已知=2.26, =1.96，C=, 游标卡尺的 再根据得 从而求得为 　　　　 P=0.95 再由得 从而求得波长为 P=0.95 已知f=35.20kHz， 再由v得 = 从而求得声速为 　　　 P=0.95 2．用相位比较法法测量波长和声速： 缓缓移动，依次记下每次李萨如图形呈现直线时的位置，、，……，，共12个值，如下表：（n为呈现直线的次数） n 1 2 3 4 5 6 x/cm 12.180 12.670 13.182 13.672 14.178 14.680 n 7 8 9 10 11 12 x/cm 15.184 15.670 16.190 16.668 17.180 17.680 利用求得如下表：（n为呈现直线的次数） n 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 /mm 4.90 5.12 4.90 5.06 5.02 5.04 4.86 5.20 4.78 5.12 5.00 求得的平均值和不确定度为 已知=2.26, =1.96，C=, 游标卡尺的 再根据得 从而求得为 　　　　 P=0.95 再由得 从而求得波长为 P=0.95 已知f=35.20kHz， 再由v得 = 从而求得声速为 　　　 P=0.95 3.利用公式计算声速 实验前的室温为，实验后的室温为。取。已知 从而 实验分析： 1. 将用干涉法与相位比较法计算的结果和利用公式计算的结果比较： （1） 干涉法：相对误差为 （2） 相位比较法：相对误差为 2. 误差分析： （1） 在、之间选择示波器上的讯号幅度最大处为起点，记下此时的频率（正是谐振频率）时，不易确定幅度最大处，从而造成谐振频率并不是真实值； （2） 在干涉法的实验中，确定波腹时，也难以确定幅度在什么时候达到最大，造成x的误差； （3） 在相位比较法的实验中，李萨如图形并不会呈现绝对的直线，而是两段曲线近似重合，难以判断对应的x值； （4） 在实验过程中，由于电源不稳定，造成信号发生器的频率一直在减小； （5） 实际中，空气中的水蒸气和其他杂物的影响不能忽略。 思考题： 1. 固定两换能器的距离改变频率，以求声速，是否可行？ 不可行。因为固定两换能器的距离不变时，调节频率达到谐振时，，但n并不确定，虽然可以通过方程计算出来，但调节时，和都在变，所以不可行。 3