第1个回答 2010-12-27
拓展实验 时差法测声速
【实验目的】
1．了解压电换能器的工作原理及功能
2. 复习并熟练掌握示波器的使用
3．学习用时差法测定声音在空气中的传播速度
4. 复习用逐差法处理数据
【实验仪器】
ZKY-SS型声速测试仪
示波器
【实验原理】
声波在媒质中传播的速度决定于媒质的密度、弹性模量、温度、压强等。连续波经脉冲调制后由发射换能器发射至被测介质中，声波在介质中传播，经过t时间后，到达L距离处的接收换能器。本实验在常温常压下根据波长、频率和声速的关系υ=λ·f 或者υ=ΔL/Δt ，测量声波在空气中的传播速度
T=273.15k Vs=331.45m/s
【实验步骤】
1）连接好电路，打开信号源和示波器的电源。
（2）将S1和S2之间的距离调到一定距离（500mm），将连续波频率调离换能器谐振点，将面板上“测试方法“设置到脉冲波方式，在调节接收增益，使示波器上显示的接受波信号幅度在300——400mv左右（峰-峰值），使信号源计时器显示的时间差指读书稳定。
（3）记录此时的距离Li（由数显尺读出）和显示的时间ti（由声速测定仪信号源时间显示窗口直接读出）。移动S2，如果计时器读数有跳字，则微调接受增益（距离增大时，顺时针调节；距离减小时，逆时针调节），使计时器读数连续准确变化。记录下这时的距离值Li+1和显示的时间ti+1.测量8个点，要求Li与Li+1尽量保持等距离。
(4)声速
【数据记录与处理】
表格4 时差法测空气中的声速 t= 13.0C
次数 1 2 3 4 5 6
标尺读数/mm Li 100.00 130.00 160.00 190.00 220.00 250.00
时间/ 425.0 517.3 606.2 690.8 784.9 869.6
组别 1 2 3 4 5
声速 Vi/ m/s 325.03 337.46 354.61 318.81 354.19
平均声速V/ m/s 338.02
温度T=(t+273.15)K= 286.15 K
速度理论值 = 339.12 m/s
E=｜V-Vs｜/Vs×100%=0.32%
【实验小结】
测量L必须沿同一方向缓慢地转动位置调节鼓轮,不能翻转，如翻转，则必须重新测量。
必须等示数稳定后再记录。