《大学物理实验》课程教学资源（教案）声速测量

大学物理实验教案声速测量实验题目实验性质2教师陈长鹏基本实验实验学时1.掌握用不同方法测定声速的原理和技术2.进一步熟悉示波器和信号源的使用方法教学目的3.了解发射和接收超声波的原理和方法4.加深对纵波波动和驻波特性的理解重点示波器和信号源的使用：发射和接收超声波的原理和方法1．示波器和信号源的使用难点2.纵波波动和驻波特性的理解课前的准备：1.仪器设备的检查。时间的掌握：留由5分钟机动的时间。2.实验的预做（采集三组以上数据进行处理）。3.作出数据表格设计的参考。课上教学的设计：一、课上的常规检查（预习报告、数据表格的设计等）。(5分钟）二、讲解的设计(30分钟）1、引言教声波是一种在弹性媒质中传播的纵波，声速是描述声波在媒质中学传播特性的一个基本物理量。声速的测量方法可分为两大类：1.直接过法（脉冲法），利用关系式U=S/t，测出传播距离S和所需时间t后，程的即可算出声速D：2.间接法（波长-频率法），利用关系式U=f，测出设其频率和波长入来计算声速U。本实验采用的共振干涉法和相位比计较法属于后一类。超声波的频率范围为2×104～10°Hz，由于波长短，易于定向发射在超声波段进行声速测量比较方便。实际应用中超声波传播速度对于超声波测距、定位、测液体流速、比重、溶液的浓度、测材料弹性模量、测量气体温度变化等都有重要意义。2、提出本实验的目的与任务，讲授为完成本实验设计思想和设计原则实验原理

大 学 物 理 实 验 教 案 实验题目 声速测量 实验性质 基本实验 实验学时 2 教师 陈长鹏 教学目的 1.掌握用不同方法测定声速的原理和技术 2.进一步熟悉示波器和信号源的使用方法 3.了解发射和接收超声波的原理和方法 4.加深对纵波波动和驻波特性的理解 重 点 示波器和信号源的使用；发射和接收超声波的原理和方法 难 点 1． 示波器和信号源的使用 2． 纵波波动和驻波特性的理解 教 学 过 程 的 设 计 课前的准备： 1.仪器设备的检查。 2.实验的预做（采集三组以上数据进行处理）。 3.作出数据表格设计的参考。 课上教学的设计： 一、课上的常规检查 （预习报告、数据表格的设计等）。 (5 分钟) 二、讲解的设计 (30 分钟) 1、引言 声波是一种在弹性媒质中传播的纵波，声速是描述声波在媒质中 传播特性的一个基本物理量。声速的测量方法可分为两大类：1.直接 法(脉冲法)，利用关系式  = S /t ，测出传播距离 S 和所需时间 t 后， 即可算出声速  ；2.间接法(波长-频率法)，利用关系式  = f ，测出 其频率 f 和波长  来计算声速  。本实验采用的共振干涉法和相位比 较法属于后一类。 超声波的频率范围为 2×104～108Hz，由于波长短，易于定向发射， 在超声波段进行声速测量比较方便。实际应用中超声波传播速度对于 超声波测距、定位、测液体流速、比重、溶液的浓度、测材料弹性模 量、测量气体温度变化等都有重要意义。 2、提出本实验的目的与任务，讲授为完成本实验设计思想和设计 原则 实验原理 时间的掌握：留由 5 分 钟机动的时间

一、超声波的产生与接收超声波的产生与接收可以由两只结构完全相同的超声压电陶瓷换能器分别完成。压电陶瓷换能器可以实现声压和电压之间的转换，它主要由压电陶瓷环片、轻金属铝（做成喇叭形状，增加辐射面积）和重金属（如铁）组成。超声波的产生是利用压电陶瓷的逆压电效应，在交变电压作用下，压电陶瓷纵向长度周期性地伸、缩，产生机械振动而在空气中激发出超声波。超声波的接收是利用压电陶瓷的正压电效应使声压变化转变为电压的变化。压电换能器系统有其固有的谐振频率f。，当输入电讯号的频率接进谐振频率时，压电换能器产生机械谐振，等于谐振频率时，它的振幅最大，作为波源其辐射功率就最大：当外加强迫力以谐振频率迫使压电换能器产生机械谐振时，它作为接收器转换的电讯号最强，即灵敏度最高。本实验中，压电换能器的谐振频率在35k～39kHz范围内，相应的超声波波长约为1cm。由于波长短，而发射器端面直径比波长大得多，因而定向发射性能好，离发射器端面稍远处的声波可以近似认为是平面波。二、测量声速的实验方法声波的传播速度v可以由声波频率f和波长入D=f2(4-8-1)显示屏读出，实验中的主要任务就是测声波波长，可以用下面两种方法测量：1.共振干涉法测量装置如图4-8-1所示（仅观察CH1的信号），由于压电换能器发出的超声波近似于平面声波，当接收器端面垂直于波的传播方向时，从接收端面反射的波与入射波迭加，迭加的波可以近似看作具有驻波和行波的特征，反射面处为媒质振动位移的波节。由纵波的性质可以证明，“位移节”处是声压的波腹，也即反射面为“声压腹

一、超声波的产生与接收 超声波的产生与接收可以由两只结构完全相同的超声压电陶瓷换 能器分别完成。压电陶瓷换能器可以实现声压和电压之间的转换，它 主要由压电陶瓷环片、轻金属铝（做成喇叭形状，增加辐射面积）和 重金属（如铁）组成。超声波的产生是利用压电陶瓷的逆压电效应， 在交变电压作用下，压电陶瓷纵向长度周期性地伸、缩，产生机械振 动而在空气中激发出超声波。超声波的接收是利用压电陶瓷的正压电 效应使声压变化转变为电压的变化。 压电换能器系统有其固有的谐振频率 0 f ，当输入电讯号的频率接 进谐振频率时，压电换能器产生机械谐振，等于谐振频率时，它的振 幅最大，作为波源其辐射功率就最大；当外加强迫力以谐振频率迫使 压电换能器产生机械谐振时，它作为接收器转换的电讯号最强，即灵 敏度最高。 本实验中，压电换能器的谐振频率在 35k～39kHz 范围内，相应 的超声波波长约为 1cm。由于波长短，而发射器端面直径比波长大得 多，因而定向发射性能好，离发射器端面稍远处的声波可以近似认为 是平面波。 二、测量声速的实验方法 声波的传播速度 v 可以由声波频率 f 和波长   = f (4-8-1) 显示屏读出，实验中的主要任务就是测声波波长，可以用下面两种方 法测量： 1．共振干涉法 测量装置如图 4-8-1 所示（仅观察 CH1 的信号），由于压电换能 器发出的超声波近似于平面声波，当接收器端面垂直于波的传播方向 时，从接收端面反射的波与入射波迭加，迭加的波可以近似看作具有 驻波和行波的特征，反射面处为媒质振动位移的波节。由纵波的性质 可以证明，“位移节”处是声压的波腹，也即反射面为“声压腹

数显游标尺s2si示波器信号发生器0功率输出0图 4-8-1对于固定位置的发射器S1，沿声波传播方向移动接收器S2时，接收端面声压的变化和接收器位置的关系可从实验中测出，如图4-8-2所示。当接收器处于一系列特定位置上时，媒质中出现稳定的驻波共振现象，此时接收面上的声压达到极大值。可以证明，接收面两相邻声压极大值之间的距离L，即为半波长入/2。（相邻两极小值之间的距离也为入/2，但极小值不如极大值尖锐。）因此，若保持频率f不变，通过测量相邻两次接收信号达到极大值时接收面所移动的距离L，求得入=2L，就可以用式(4-8-1)计算声速。P(L)图4-8-22.位相比较法波是振动状态的传播，也可以说是位相的传播。沿传播方向上的任何两点，如果其振动状态相同，即两点的位相差为2元的整数倍，这时两点间的距离应等于波长入的整数倍。即L=na(n为一正整数）(4-8-2)利用式(4-8-2)可以精确地测量波长。由于发射器发出的是近似于平面波的声波，当接收器端面垂直于波的传播方向时，其端面上各点

图 4-8-l 对于固定位置的发射器 S1，沿声波传播方向移动接收器 S2 时， 接收端面声压的变化和接收器位置的关系可从实验中测出，如图 4-8-2 所示。当接收器处于一系列特定位置上时，媒质中出现稳定的驻波共 振现象，此时接收面上的声压达到极大值。可以证明，接收面两相邻 声压极大值之间的距离 L ，即为半波长  /2。(相邻两极小值之间的距 离也为  /2，但极小值不如极大值尖锐。)因此，若保持频率 f 不变， 通过测量相邻两次接收信号达到极大值时接收面所移动的距离 L ，求 得  = 2L ，就可以用式(4-8-1)计算声速。 图 4-8-2 2．位相比较法 波是振动状态的传播，也可以说是位相的传播。沿传播方向上的 任何两点，如果其振动状态相同，即两点的位相差为 2 的整数倍， 这时两点间的距离应等于波长  的整数倍。即 L = n ( n 为一正整数) (4-8-2) 利用式(4-8-2)可以精确地测量波长。由于发射器发出的是近似于 平面波的声波，当接收器端面垂直于波的传播方向时，其端面上各点

都具有相同的位相。沿传播方向移动接收器，可以找到一些位置使得接收到的信号与发射器的激励电信号同相，相邻两次达到同相时，接收器所移动的距离必然等于声波的波长。为了判断位相差并且测定波长，可以利用示波器显示接收器的信号波形，并且沿波传播方向移动接收器寻找接收器信号的同相点。也可以利用李萨如图形判断位相差，如图4-8-3所示。当这两信号同相或反相时，李萨如图形由椭圆退化为向右或向左斜的直线，利用李萨如图形形成斜直线来判断位相差最为敏锐。沿波传播方向移动接收器，当位相差改变元时相应距离的改变量即为半波长（/2)。3元T22元2图4-8-3三、声波在空气中的传播速度把空气近似当作理想气体时，声波在空气中的传播过程可以认为是绝热过程，其传播速度为：RTU=V M(4-8-3)式中y=C,/C,称为比热比(气体定压比热与定容比热之比)；R=8.314J.mol-l-K-，R称为普适气体常数：T为绝对温度；M为气体的摩尔质量。正常情况下，干燥空气的平均摩尔质量为28.964×10-kg/mol，在标准状况下干燥空气中的声速为U。=331.45m/s，而在室温t℃℃时，干燥空气中的声速为D=Vo,/1+T(4-8-4)式中，T。=273.15K

都具有相同的位相。沿传播方向移动接收器，可以找到一些位置使得 接收到的信号与发射器的激励电信号同相，相邻两次达到同相时，接 收器所移动的距离必然等于声波的波长。 为了判断位相差并且测定波长，可以利用示波器显示接收器的信 号波形，并且沿波传播方向移动接收器寻找接收器信号的同相点。也 可以利用李萨如图形判断位相差，如图 4-8-3 所示。当这两信号同相 或反相时，李萨如图形由椭圆退化为向右或向左斜的直线，利用李萨 如图形形成斜直线来判断位相差最为敏锐。沿波传播方向移动接收器， 当位相差改变  时相应距离的改变量即为半波长(  /2)。 图 4-8-3 三、声波在空气中的传播速度 把空气近似当作理想气体时，声波在空气中的传播过程可以认为 是绝热过程，其传播速度为： M RT  = (4-8-3) 式中 Cp Cv  = /  称为比热比(气体定压比热与定容比热之比)； R =8．314J．mol-1·K-1， R 称为普适气体常数； T 为绝对温度； M 为气体的摩尔质量。 正常情况下，干燥空气的平均摩尔质量为 28.964  10-3kg/mol，在 标准状况下干燥空气中的声速为  0 =331.45m/s，而在室温 t 0C 时，干 燥空气中的声速为 0 0 1 T t  = + (4-8-4) 式中， T0 =273.15K

实际空气并不是完全干燥的，总含有一些水蒸气。经过对空气平均摩尔质量和比热容比的修正，校正后的声速公式为：U=331.45/1+)(1+0.3192P)VToP(4-8-5)式中，P,为水蒸汽的分压强，可以根据干湿温度计的读数值从附表中查出。p为大气压强，由气压表（计）读出。3、实验的拓展：（由本实验的完成深化和延伸所学的知识，启发学生利用现有的设备拓展出新的实验内容，培养学生的创新思维和创新能力。）1)、超声波探伤实验设计2)、计算机模拟合成驻波实验设计4.数据的测量与处理要求用逐差法处理数据，5.介绍主要仪器设备与使用6.强调实验中要注意的问题1）、换能器的发射面和接收面一定不要靠在一起！2）、干湿温度计测温度时不要用手触摸温度计，不要靠得太近，以免引起温度变化而测不准。（55分钟）三、学生的实验开始四、指导实验实验前30分钟不解答问题，给学生自己理解消化的时间，30分钟后边指导边提出一些问题启发学生解答.重点辅导五、检查实验的结果，签字六、实验小结（实验结束前的10分钟）1、实验中有哪些影响测量准确度的因素？2、用逐差法处理实验数据时，是如何利用多次测量来减小测量误差的?3、拓展题目完成的意义

实际空气并不是完全干燥的，总含有一些水蒸气。经过对空气平 均摩尔质量和比热容比  的修正，校正后的声速公式为： 331.45 (1 )(1 0.3192 ) 0 p p T t w  = + + (4-8-5) 式中， w p 为水蒸汽的分压强，可以根据干湿温度计的读数值从附表中 查出。 p 为大气压强，由气压表（计）读出。 3、实验的拓展：(由本实验的完成深化和延伸所学的知识，启发学 生利用现有的设备拓展出新的实验内容,培养学生的创新思维和创新 能力。) 1）、超声波探伤实验设计 2）、计算机模拟合成驻波实验设计 4.数据的测量与处理 要求用逐差法处理数据. 5．介绍主要仪器设备与使用 6．强调实验中要注意的问题 1）、换能器的发射面和接收面一定不要靠在一起！ 2）、干湿温度计测温度时不要用手触摸温度计，不要靠得太近，以 免引起温度变化而测不准。 三、学生的实验开始 (55 分钟) 四、指导实验 实验前 30 分钟不解答问题,给学生自己理解消化的时间,30 分钟 后边指导边提出一些问题启发学生解答.重点辅导: 五、检查实验的结果,签字 六、实验小结 （实验结束前的 10 分钟） 1、实验中有哪些影响测量准确度的因素？ 2、用逐差法处理实验数据时，是如何利用多次测量来减小测量误差 的？ 3、拓展题目完成的意义

1.分析本实验主要误差来源，计算波速平均值U及不确定度U(u)。课后思2.计算声速的理论值U量=331.45,1+六)(1+0.3192P)考pVT题3.将实验值与理论值进行比较，计算出百分误差。[1]张宝峰,刘裕光,张涛华。声速测量实验中界面反射问题的探讨，物理实验，2001,vol.21(08):10-12参[2]贺梅英,黄沛天，声速测量实验中声波衰减现象的研究。物理测试.2007，vol.25(01):考27-28文[3]陈洁,苏建新。声速测量实验有关问题的研究。物理实验.2008,vol.28(06):31-33献[4]张涛，吴胜举,张永元.空气中声速测量实验研究，陕西师范大学学报（自然科学版)2004, vol.32(01):44-46声速测量的题目，在黑板的中央。板第一板书内实验的目的容1.掌握用不同方法测定声速的原理和技术2.进一步熟悉示波器和信号源的使用方法3.了解发射和接收超声波的原理和方法4.加深对纵波波动和驻波特性的理解重点与难点示波器和信号源的使用；发射和接收超声波的原理和方法实验原理（将原理部分与原理图分成两块）1.原理部分（左侧）一、超声波的产生与接收超声波的产生与接收可以由两只结构完全相同的超声压电陶瓷换能器分别完成。压电陶瓷换能器可以实现声压和电压之间的转换，它主要由压电陶瓷环片、轻金属铝（做成喇叭形状，增加辐射面积）和重金属（如铁）组成。超声波的产生是利用压电陶瓷的逆压电效应，在交变电压作用下，压电陶瓷纵向长度周期性地伸、缩，产生机械振动而在空气中激发出超声波。超声波的接收是利用压电陶瓷的正压电1.括号内的解释用语效应使声压变化转变为电压的变化。言叙述。压电换能器系统有其固有的谐振频率f。，当输入电讯号的频率接进谐振频率时，压电换能器产生机械谐振，等于谐振频率时，它的振幅最大，作为波源其辐射功率就最大：当外加强迫力以谐振频率迫使压电换能器产生机械谐振时，它作为接收器转换的电讯号最强，即灵

课 后 思 考 题 1．分析本实验主要误差来源，计算波速平均值  及不确定度 U() 。 2．计算声速的理论值 331.45 (1 )(1 0.3192 ) 0 p p T t W  理 = + + 3．将实验值与理论值进行比较，计算出百分误差。 参 考 文 献 [1] 张宝峰,刘裕光,张涛华. 声速测量实验中界面反射问题的探讨. 物理实验. 2001, vol.21(08): 10-12 [2] 贺梅英,黄沛天. 声速测量实验中声波衰减现象的研究. 物理测试. 2007, vol.25(01): 27-28 [3] 陈洁,苏建新. 声速测量实验有关问题的研究. 物理实验. 2008, vol.28(06): 31-33 [4] 张涛,吴胜举,张永元. 空气中声速测量实验研究. 陕西师范大学学报(自然科学版). 2004, vol.32(01):44-46. 板 书 内 容 声速测量的题目，在黑板的中央。 第一板 实验的目的 1.掌握用不同方法测定声速的原理和技术 2.进一步熟悉示波器和信号源的使用方法 3.了解发射和接收超声波的原理和方法 4.加深对纵波波动和驻波特性的理解 重点与难点 示波器和信号源的使用；发射和接收超声波的原理和方法 实验原理（将原理部分与原理图分成两块） 1.原理部分（左侧） 一、超声波的产生与接收 超声波的产生与接收可以由两只结构完全相同的超声压电陶瓷换 能器分别完成。压电陶瓷换能器可以实现声压和电压之间的转换，它 主要由压电陶瓷环片、轻金属铝（做成喇叭形状，增加辐射面积）和 重金属（如铁）组成。超声波的产生是利用压电陶瓷的逆压电效应， 在交变电压作用下，压电陶瓷纵向长度周期性地伸、缩，产生机械振 动而在空气中激发出超声波。超声波的接收是利用压电陶瓷的正压电 效应使声压变化转变为电压的变化。 压电换能器系统有其固有的谐振频率 0 f ，当输入电讯号的频率接 进谐振频率时，压电换能器产生机械谐振，等于谐振频率时，它的振 幅最大，作为波源其辐射功率就最大；当外加强迫力以谐振频率迫使 压电换能器产生机械谐振时，它作为接收器转换的电讯号最强，即灵 1.括号内的解 释用语 言叙述

敏度最高。本实验中，压电换能器的谐振频率在35k～39kHz范围内，相应的超声波波长约为1cm。由于波长短，而发射器端面直径比波长大得多，因而定向发射性能好，离发射器端面稍远处的声波可以近似认为是平面波。二、测量声速的实验方法声波的传播速度v可以由声波频率f和波长入(4-8-1)U=fa其中声波频率可由信号发生器的显示屏读出，实验中的主要任务就是测声波波长，可以用下面两种方法测量：1.共振干涉法测量装置如图4-8-1所示（仅观察CH1的信号），由于压电换能器发出的超声波近似于平面声波，当接收器端面垂直于波的传播方向时，从接收端面反射的波与入射波迭加，选加的波可以近似看作具有驻波和行波的特征，反射面处为媒质振动位移的波节。由纵波的性质可以证明，“位移节”处是声压的波腹，也即反射面为“声压腹”。数显游标尺Ds2S示波器信号发生器CHICH2功率输出R92.寻找几名优秀的学图 4-8-1生在课外开放时间内对于固定位置的发射器S1，沿声波传播方向移动接收器S2时，完成拓展实验的题目接收端面声压的变化和接收器位置的关系可从实验中测出，如图4-8-2所示。当接收器处于一系列特定位置上时，媒质中出现稳定的驻波共振现象，此时接收面上的声压达到极大值。可以证明，接收面两相邻声压极大值之间的距离L，即为半波长入/2。（相邻两极小值之间的距离也为入/2，但极小值不如极大值尖锐。)因此，若保持频率f不变，通过测量相邻两次接收信号达到极大值时接收面所移动的距离L，求得入=2L，就可以用式（4-8-1)计算声速

敏度最高。 本实验中，压电换能器的谐振频率在 35k～39kHz 范围内，相应 的超声波波长约为 1cm。由于波长短，而发射器端面直径比波长大得 多，因而定向发射性能好，离发射器端面稍远处的声波可以近似认为 是平面波。 二、测量声速的实验方法 声波的传播速度 v 可以由声波频率 f 和波长   = f (4-8-1) 其中声波频率可由信号发生器的显示屏读出，实验中的主要任务 就是测声波波长，可以用下面两种方法测量： 1．共振干涉法 测量装置如图 4-8-1 所示（仅观察 CH1 的信号），由于压电换能 器发出的超声波近似于平面声波，当接收器端面垂直于波的传播方向 时，从接收端面反射的波与入射波迭加，迭加的波可以近似看作具有 驻波和行波的特征，反射面处为媒质振动位移的波节。由纵波的性质 可以证明，“位移节”处是声压的波腹，也即反射面为“声压腹”。 图 4-8-l 对于固定位置的发射器 S1，沿声波传播方向移动接收器 S2 时， 接收端面声压的变化和接收器位置的关系可从实验中测出，如图 4-8-2 所示。当接收器处于一系列特定位置上时，媒质中出现稳定的驻波共 振现象，此时接收面上的声压达到极大值。可以证明，接收面两相邻 声压极大值之间的距离 L ，即为半波长  /2。(相邻两极小值之间的距 离也为  /2，但极小值不如极大值尖锐。)因此，若保持频率 f 不变， 通过测量相邻两次接收信号达到极大值时接收面所移动的距离 L ，求 得  = 2L ，就可以用式(4-8-1)计算声速。 2.寻找几名优 秀的学 生在课外开放 时间内 完成拓展实验的题目

P(L)图4-8-22．位相比较法波是振动状态的传播，也可以说是位相的传播。沿传播方向上的任何两点，如果其振动状态相同，即两点的位相差为2元的整数倍，这时两点间的距离应等于波长入的整数倍。即L=na（n为二正整数)(4-8-2)利用式(4-&2)可以精确地测量波长。由于发射器发出的是近似于平面波的声波，当接收器端面垂直于波的传播方向时，其端面上各点都具有相同的位相。沿传播方向移动接收器，可以找到一些位置使得接收到的信号与发射器的激励电信号同相，相邻两次达到同相时，接收器所移动的距离必然等于声波的波长。为了判断位相差并且测定波长，可以利用示波器显示接收器的信号波形，并且沿波传播方向移动接收器寻找接收器信号的同相点。也可以利用李萨如图形判断位相差，如图4-8-3所示。当这两信号同相或反相时，李萨如图形由椭圆退化为向右或向左斜的直线，利用李萨如图形形成斜直线来判断位相差最为敏锐。沿波传播方向移动接收器，当位相差改变元时相应距离的改变量即为半波长（/2)。3元T22图4-8-3三、声波在空气中的传播速度把空气近似当作理想气体时，声波在空气中的传播过程可以认为

图 4-8-2 2．位相比较法 波是振动状态的传播，也可以说是位相的传播。沿传播方向上的 任何两点，如果其振动状态相同，即两点的位相差为 2 的整数倍， 这时两点间的距离应等于波长  的整数倍。即 L = n ( n 为一正整数 ) (4-8-2) 利用式(4-8-2)可以精确地测量波长。由于发射器发出的是近似于 平面波的声波，当接收器端面垂直于波的传播方向时，其端面上各点 都具有相同的位相。沿传播方向移动接收器，可以找到一些位置使得 接收到的信号与发射器的激励电信号同相，相邻两次达到同相时，接 收器所移动的距离必然等于声波的波长。 为了判断位相差并且测定波长，可以利用示波器显示接收器的信 号波形，并且沿波传播方向移动接收器寻找接收器信号的同相点。也 可以利用李萨如图形判断位相差，如图 4-8-3 所示。当这两信号同相 或反相时，李萨如图形由椭圆退化为向右或向左斜的直线，利用李萨 如图形形成斜直线来判断位相差最为敏锐。沿波传播方向移动接收器， 当位相差改变  时相应距离的改变量即为半波长(  /2)。 图 4-8-3 三、声波在空气中的传播速度 把空气近似当作理想气体时，声波在空气中的传播过程可以认为

是绝热过程，其传播速度为：RT0=V M(4-8-3)式中y=C,/C,称为比热比（气体定压比热与定容比热之比)：R=8.314J.mol-lK-，R称为普适气体常数；T为绝对温度；M为气体的摩尔质量。正常情况下，干燥空气的平均摩尔质量为28.964×10-3kg/mol，在标准状况下干燥空气中的声速为V。=331.45m/s，而在室温t℃C时，干燥空气中的声速为D=0o,/+T。(4-8-4)式中，T。=273.15K。实际空气并不是完全干燥的，总含有一些水蒸气。经过对空气平均摩尔质量和比热容比的修正，校正后的声速公式为：U=331.45/(1+)(1+0.3192P)T0P(4-8-5)式中，P，为水蒸汽的分压强，可以根据干湿温度计的读数值从附表中查出。p为大气压强，由气压表（计）读出。2.实验的过程设计（1）拟好实验步骤。（2）根据仪器设备的使用方法，确定各物理量的测量方法。3实验的拓展1)、超声波探伤实验设计2）、计算机模拟合成驻波实验设计

是绝热过程，其传播速度为： M RT  = (4-8-3) 式中 Cp Cv  = /  称为比热比(气体定压比热与定容比热之比)； R =8．314J．mol-1·K-1， R 称为普适气体常数； T 为绝对温度； M 为气体的摩尔质量。 正常情况下，干燥空气的平均摩尔质量为 28.964  10-3kg/mol，在 标准状况下干燥空气中的声速为  0 =331.45m/s，而在室温 t 0C 时，干 燥空气中的声速为 0 0 1 T t  = + (4-8-4) 式中， T0 =273.15K。 实际空气并不是完全干燥的，总含有一些水蒸气。经过对空气平 均摩尔质量和比热容比  的修正，校正后的声速公式为： 331.45 (1 )(1 0.3192 ) 0 p p T t w  = + + (4-8-5) 式中， w p 为水蒸汽的分压强，可以根据干湿温度计的读数值从附表中 查出。 p 为大气压强，由气压表（计）读出。 2.实验的过程设计 （1）拟好实验步骤。 （2）根据仪器设备的使用方法，确定各物理量的测量方法。 3 实验的拓展 1）、超声波探伤实验设计 2）、计算机模拟合成驻波实验设计

4表格：略5、实验报告的要求：1.数据处理的要求。2.误差分析与问题的讨论6、黑板右边的空白备用

4 表格：略 5、实验报告的要求： 1.数据处理的要求。 2.误差分析与问题的讨论 6、黑板右边的空白备用