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声速测定实验数据处理(声速测定实验数据处理多少误差正常)

时间:2024-09-30

超声声速的测定实验步骤

超声声速的测定实验步骤如下: 实验准备:准备超声换能器、示波器、信号发生器、水槽、尺子、温度计等实验器材,并确保它们处于良好的工作状态。 安装与调试:将超声换能器安装在水槽中,确保换能器与水面紧密接触。

了解超声波的发射和接收方法。加深对振动合成、波动干涉等原理知识的理解。掌握用驻波法和相位法测量声速。掌握正确使用示波器观测波形振幅和相位变化的测量方法。掌握使用逐差法处理实验数据的方法。

超声声速的测定实验步骤是:(1)按照驻波法测声速原理连接电路。(2)将换能器调至水平,在信号源中设定合适的正弦波形,记录波形频率,输出信号,调节换能器两端子的距离,使示波器显示的峰值最大,记录此时的距离。(3)不断增大两端子距离,并微调卡尺,记录每次使得波形最大时的距离。

由波动理论得知,声波的传播速度v与声波频率 和波长 之间的关系为 。所以只要测出声波的频率和波长,就可以求出声速。其中声波频率可由产生声波的电信号发生器的振荡频率读出,波长则可用共振法和相位比较法进行测量。时差法可通过测量某一定间隔距离声音传播的时间来测量声波的传播速度。

学习声光学实验的设计思想及其基本的观测方法。测定超声波在液体中的传播速度。了解超声波的产生方法。仪器用具 分光计,超声光栅盒,高频振荡器,数字频率计,纳米灯。

超声波声速的测定实验结果

1、超声波声速的测定实验结果是发声距离93m。实验原理:声波的传播速度v与声波频率和波长之间的关系为。所以只要测出声波的频率和波长,就可以求出声速。其中声波频率可由产生声波的电信号发生器的振荡频率读出,波长则可用共振法和相位比较法进行测量。

2、在发射换能器与接收换能器之间有可能不是严格的驻波场;调节超声波的谐振频率时出现误差;示波器上判断极大值的位置不准确也会引入人为的和仪器的误差。在发射换能器与接收换能器之间有可能不是严格的驻波场。

3、经计算可得波长的测量结果 = , Δ(3)计算按前两种方法测量的v和 ,以及Δv和Δ ,并写出实验结果v±Δv和v Δv。(4)按理论值公式(空气中): = v0 算出理论值vS,(式中v0=3345m/s为T0=2715K时的声速,T= t+2715K )。

4、及其标准偏差 和 。经计算可得波长的测量结果 = ,Δ (3)计算按前两种方法测量的v和 ,以及Δv和Δ ,并写出实验结果v±Δv和vΔv。(4)按理论值公式(空气中):= v0 算出理论值vS,(式中v0=3345m/s为T0=2715K时的声速,T= t+2715K )。

5、实验室中的真实仪器如下图所示:实验原理 由波动理论可知,波速与波长、频率有如下关系:只要知道频率和波长就可以求出波速。本实验通过低频信号发生器控制换能器,信号发生器的输出频率就是声波频率。声波的波长用驻波法(共振干涉法)和行波法(相位比较法)测量。下图是超声波测声速实验装置图。

6、超声波声速测定实验的误差主要源自以下几个因素:首先,发射和接收换能器之间的关系如果未能形成严格的驻波场,会导致测量结果产生偏差。驻波场的不稳定性直接影响声波传播的精确性。其次,发射的超声波可能并非理想的平面波,而是球面波,这会使得声波在传播过程中扩散,从而影响声速的测定精度。

如何通过实验测定声速?

1、炮声法 炮声法是一种测量声速的方法。它是最古老且简单的方法之一。该方法利用远距离的炮声传播时间来测量声速。在使用炮声法进行测量时,首先需要确定两个位置之间的距离。然后,在其中一个位置放置一个发射炮,而另一个位置则用于接收炮声。当发射炮开火时,炮声通过空气传播到接收位置。

2、利用相位比较法测量声速。信号发生器输出频率处于谐振频率;示波器Y轴工作方式选择开关可以置于任意位置,“拉Y1(X)”旋钮拉出。

3、闪光仪法。这是一种利用光信号与声波信号的时间差来测量声速的方法。通过测量闪光信号与声波信号到达接收器的时间差,再经过计算得出声速。这种方法具有较高的测量精度和广泛的应用范围。其关键在于准确测量时间差,并对环境温度、气压等影响因素进行修正。共振干涉法。

4、直接法:通过实验测量声音通过空气的传播时间和距离来计算声速。共振法:在一个管道中产生共鸣,测量共振频率,通过波长和频率计算声速。天文法:通过观测大气中传播声音的时间差来计算声速,例如观测闪电和雷声的时间差。梅克尔法:利用圆柱的共振频率和声速之间的关系来测量声速。

5、时差法的本质就是根据公式V=L/t即可测出声速。具体如下 按图所示进行接线,这时示波器的YY2通道分别用于观察发射和接收波形。为了避免连续波可能带来的干扰,可以将连续波频率调离换能器谐振点。将测试方法设置到脉冲波方式,选择合适的脉冲发射强度。