西北工业大学：《大学物理实验》课程教学课件（PPT讲稿）空气中声速测量

大学物理实验BB.888实验27空气中声速的测定

空气中声速的测定 大 学 物 理 实 验 实验 2

大学物理实验实验目的>学习利用波的叠加原理测量声速的方法>了解示波器的结构，学习其使用方法>了解发射和接收超声波的原理和方法

实验目的 ➢ 学习利用波的叠加原理测量声速的方法 ➢ 了解示波器的结构，学习其使用方法 ➢ 了解发射和接收超声波的原理和方法 大 学 物 理 实 验

大学物理实验实验要求>示波器面板各旋钮的作用及使用方法。>压电陶瓷超声换能器的作用：逆压电效应正压电效应。测波长的三种方法：驻波法、相位法、双踪法。游标卡尺的读数方法和使用方法，误差限△=0.02mm。测量要求同讲义。（双踪法选作）数据处理同讲义。>不作完整的实验报告，只作数据处理于预报告册上

实验要求 大 学 物 理 实 验 ➢ 示波器面板各旋钮的作用及使用方法。 ➢ 压电陶瓷超声换能器的作用：逆压电效应正压电效应。 ➢ 测波长的三种方法：驻波法、相位法、双踪法。 ➢ 游标卡尺的读数方法和使用方法，误差限=0.02mm 。 ➢ 测量要求同讲义。（双踪法选作） ➢ 数据处理同讲义。 ➢ 不作完整的实验报告，只作数据处理于预习报告册上

大学物理实验实验原理1、基本原理>声速v=f若固定频率为ff。（共振频率），通过波长测量，即可求的声速v。>本实验采用压电陶瓷超声换能器来实现声波和交流电压间的转换。当电信号的频率与换能器的固有振动频率相等时，其输出能量最大

1、基本原理 ➢ 声速 ➢ 若固定频率为 f=f0（共振频率），通过波长λ测量，即可 求的声速 v。 ➢ 本实验采用压电陶瓷超声换能器来实现声波和交流电压间 的转换。当电信号的频率与换能器的固有振动频率相等 时，其输出能量最大。 实验原理 大 学 物 理 实 验 v = f 

大学物理实验2、驻波法游标尺示波器低频信号发生器Si发出的超声波和由S2反射的超声波在S1，S之间的区域干涉而形成驻波相邻两极大值之间的距离为半波长入/2整数倍时接收面S2上的声压达到极大值

2、驻波法 大 学 物 理 实 验 低频信号发生器 游标尺 示波器 S1发出的超声波和由S2反射的超声波在S1，S2之间的区域干涉 而形成驻波相邻两极大值之间的距离为半波长λ/2整数倍时， 接收面S2上的声压达到极大值

大学物理实验3、相位法游尺示波器低频信号发生器YX>S发出的正弦波与S收到的正弦波之间的相位差为Φ=0=2元f/V=2元1/>Si与S之间变化一个波长^，Φ相位差变化，示波器上所观察到的李萨如图随之变化一个周期

3、相位法 大 学 物 理 实 验 ➢ S1发出的正弦波与S2收到的正弦波之间的相位差为 φ=ωt =2πf/v=2π l /λ ➢ S1与S2之间变化一个波长λ，φ相位差变化，示波器上所 观察到的李萨如图随之变化一个周期。 低频信号发生器 游尺 示波器

大学物理实验>李萨如图随相位的变化图形相位差

➢李萨如图随相位的变化 图 形 相位差 大 学 物 理 实 验

大学物理实验实验仪器>SBZ-A超声声速测定仪SBZ-A专用信号源SS-5702A双踪示波器

实验仪器 大 学 物 理 实 验 ➢ SBZ-A超声声速测定仪 ➢ SBZ-A专用信号源 ➢ SS-5702A双踪示波器

大学物理实验实验步骤>驻波法1）发射换能器和接收换能器的两个端面平行；2）调整信号源和示波器正常的工作状态：3）按照正确线路连接仪器；4）调整信号源工作频率，保证换能器处于谐振状态：5）移动S，，观察示波器显示的正弦波振幅变化，用游标尺读出振幅极大值S,所在位置。不断移动S，连续读出10个相邻的波节位置；6）记录室温及信号源频率

实验步骤 大 学 物 理 实 验 ➢ 驻波法 1）发射换能器和接收换能器的两个端面平行 ； 2）调整信号源和示波器正常的工作状态； 3）按照正确线路连接仪器； 4）调整信号源工作频率，保证换能器处于谐振状态； 5）移动S2 ，观察示波器显示的正弦波振幅变化，用 游标尺读出振幅极大值S2所在位置。不断移动S2，连 续读出10个相邻的波节位置； 6）记录室温及信号源频率

大学物理实验实验步骤>相位法1）按图接线，将发射换能器的输入信号接到示波器的通道2；2）示波器的“触发源”拨至CH2；将“时基因数”拨至X-Y；3）接收换能器移动到示波器屏上出现直线的位置，以便于观测；4）连续S，，读取10组数据；5）记录信号源频率及室温

实验步骤 大 学 物 理 实 验 ➢ 相位法 1）按图接线，将发射换能器的输入信号接到示波器的 通道2 ； 2）示波器的“触发源”拨至CH2；将“时基因数”拨 至X-Y ； 3）接收换能器移动到示波器屏上出现直线的位置， 以便于观测； 4）连续S2 ，读取10组数据； 5）记录信号源频率及室温