超聲波傳播速度的測(cè)量

超聲波傳播速度的測(cè)量福建農(nóng)林大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)要求及原始數(shù)據(jù)表格實(shí)驗(yàn)14超聲波傳播速度的測(cè)量專業(yè)學(xué)號(hào)姓名-預(yù)習(xí)要點(diǎn)b5E2RGbCAP1 .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,plEanqFDPw3 .聲速的理論值應(yīng)如何計(jì)算，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 .調(diào)節(jié)信號(hào)源產(chǎn)生的電信號(hào)的頻率值，當(dāng)示波器上波形的幅值最強(qiáng)時(shí)，記錄相應(yīng)的頻率值，重復(fù)測(cè)量5次（該頻率值的范圍為34kHz40kHz）;測(cè)量后計(jì)算出頻率的平均值，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)：旋轉(zhuǎn)聲速測(cè)定儀上的手輪，每當(dāng)示波器上波形的幅值最強(qiáng)時(shí)，記錄相應(yīng)的刻度值，連續(xù)記錄6次；4 .相位比較法測(cè)量波長(zhǎng)；將示波器置于X-Y工作模式以觀察李薩如圖形，每當(dāng)示波器上出現(xiàn)斜率符號(hào)相同的直線時(shí)，記錄相應(yīng)的刻度值，連續(xù)記錄6次；5.記錄實(shí)驗(yàn)時(shí)的室溫，以計(jì)算室溫下聲速的理論值。三、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1. 旋轉(zhuǎn)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;但駐波法與相位法之間方向相反是可以的;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的起點(diǎn)是任意的;但由于換能器之間距離越遠(yuǎn)則導(dǎo)致能量損失越大，且干擾增多，因此建議在10100mmm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)原理類似于螺旋測(cè)微器，要估讀到最小分度值的下一位。四、原始數(shù)據(jù)記錄表格組號(hào)同組人姓名成績(jī)教師簽字表1測(cè)量系統(tǒng)的諧振頻率kHz,儀DXDiTa9E3di12345平均值f/kHz，i表2測(cè)量波長(zhǎng),mm儀i測(cè)量方法123456L/mm駐波法，iL/mm相位法福建農(nóng)林大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)要求及原始數(shù)據(jù)表格五、數(shù)據(jù)處理要求1. 求出超聲波的頻率、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，并比較兩種方法的誤差大小?！緟⒖脊健?. 求解頻率標(biāo)準(zhǔn)表達(dá)式的計(jì)算過(guò)程:n2ff,，,in,1儀221;ff,ff,，SS,fi儀f儀ffn1nn,3，1RTCrpUDGiT2. 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）:21共振干涉法:，相位比較法:,LL,LL，iii，3iii，333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:22;vv,vf,，f，v,vf4. 室溫下的理論值:,其中v,331.2m/svvt,10.00367理t理5. 相對(duì)誤差的計(jì)算;vv,t100%E,，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，相對(duì)誤差，均應(yīng)分別計(jì)算兩次。六、數(shù)據(jù)處理注意事項(xiàng)5PCzVD7HxA1.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，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。jLBHrnAILg2福建農(nóng)林大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)要求及原始數(shù)據(jù)表格3xHAQX74J0X4 / 6