声速的测定实验报告.doc
测量声速实验报告
测量声速实验报告第1篇：测量声速这事儿，听起来挺高大上的，其实操作起来还挺接地气的。
那天，我们物理课上就来了一波实践操作，老师说这能帮我们更好地理解声速这个概念，我心想，这不就是玩儿嘛，谁不喜欢动手啊。
实验开始前，老师先给我们普及了声速的基本知识，原来声音在空气中的传播速度大约是340米每秒。
这数字听着没啥感觉，直到老师说：“如果你们在百米赛跑中，听到枪声再起跑，那估计冠军都到终点了。
”这话一出，大家立刻来了精神，想着得好好做这个实验，看看这声速到底有多快。
我们的实验工具很简单，就是一把尺子、一个计时器和两个木块。
老师让我们两个人一组，一个人负责敲击木块发出声音，另一个人则用计时器记录从看到敲击动作到听到声音的时间差。
我跟小明一组，他负责敲击，我负责计时。
一开始，我还担心自己反应慢，结果发现这事儿比想象中容易多了。
我们选择了一个比较长的走廊来做实验，这样可以尽可能地减少误差。
小明站得远远的，我站在起点，准备好了计时器。
随着小明的一声敲击，我按下了计时器，然后等着声音传到我的耳朵里。
那一刻，我突然有种穿越时空的感觉，就像是在等待着一个来自远方的信息。
虽然实际上只是一两秒的事儿，但那种期待的心情，让我觉得这声速实验也挺有意思的。
经过几轮的测量和计算，我们终于得到了声速的一个大概值。
虽然跟标准值有点差距，但老师说这是正常的，毕竟我们用的是最简单的工具，加上环境因素的影响，能有这样的结果已经很不错了。
最重要的是，通过这次实验，我们对声速有了更直观的认识。
实验结束后，我跟小明还在讨论，如果用不同的材料做实验，比如水或者金属，声速会不会不一样呢？这又激起了我对物理的好奇心，原来学习也可以这么好玩，既能动手又能动脑，真是太棒了。
说真的，这次测量声速的实验给我留下了深刻的印象，不仅仅是因为它让我了解到了声速的概念，更重要的是，它教会了我如何用实践去验证理论，这种体验是书本上学不到的。
以后要是有机会，我还想尝试更多这样的实验，探索科学的奥秘。
声速的测定实验报告.doc
声速的测定实验报告 1、实验目的（1）学会用驻波法和相位法测量声波在空气中传播速度。
（2）进一步掌握示波器、低频信号发生器的使用方法。
（3）学会用逐差法处理数据。
2、实验仪器超声声速测定仪、低频信号发生器DF1027B 、示波器ST16B 。
3、实验原理3．1 实验原理声速V 、频率f 和波长λ之间的关系式为λf V =。
如果能用实验方法测量声波的频率f 和波长λ，即可求得声速V 。
常用的测量声速的方法有以下两种。
3．2 实验方法3．2．1 驻波共振法（简称驻波法）S 1发出的超声波和S 2反射的超声波在它们之间的区域内相干涉而形成驻波。
当波源的频率和驻波系统的固有频率相等时，此驻波的振幅才达到最大值，此时的频率为共振频率。
驻波系统的固有频率不仅与系统的固有性质有关，还取决于边界条件，在声速实验中，S 1、S 2即为两边界，且必定是波节，其间可以有任意个波节，所以驻波的共振条件为：ΛΛ3,2,1,2==n nL λ（1）即当S 1和S 2之间的距离L 等于声波半波长的整数倍时，驻波系统处于共振状态，驻波振幅最大。
在示波器上得到的信号幅度最大。
当L 不满足（1）式时，驻波系统偏离共振状态，驻波振幅随之减小。
移动S 2，可以连续地改变L 的大小。
由式（1）可知，任意两个相邻共振状态之间，即S 2所移过的距离为：()22211λλλ=⋅-+=-=∆+n n L L L n n （2）可见，示波器上信号幅度每一次周期性变化，相当于L 改变了2λ。
此距离2λ可由超声声速测定仪上的游标卡尺测得，频率可由低频信号发生器上的频率计读得，根据f V ⋅=λ，就可求出声速。
3．2．2 两个相互垂直谐振动的合成法（简称相位法）在示波器荧光屏上就出现两个相互垂直的同频率的谐振动的合成图形——称为李沙如图形。
其轨迹方程为：()()φφφφ122122122122-=--⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛Sin Cos A A XY A Y A X （5）在一般情况下，此李沙如图形为椭圆。
声速测定实验报告
声速测定实验报告实验目的：通过测定空气中声波传播的速度，了解声波在介质中传播的基本特性，掌握测量声速的方法。
实验原理：声波是一种机械波，是由介质中的分子之间的相互作用所引起的震动在介质内传播的一种波动现象。
声波的传播速度与介质的物理性质有关。
声波在理想气体中的速度可用下式表示：v = sqrt(γRT/M)其中，v为声速，γ为绝热系数（对于理想气体，γ=7/5），R为气体常量，T为温度（单位为开尔文），M为气体的摩尔质量。
实验仪器：1.声速测定装置（包括音叉、共振管等）2.温度计3.计时器实验步骤：1.将共振管调节到最低共振频率。
2.使用音叉激发声波，将音叉置于共振管上方，并振动使之共鸣。
3.同时开始计时，用计时器测量音叉振动的频率f，即共振管的共振频率。
4.记录此时的共振管长度L。
5.改变共振管的长度，使其共振频率逐渐增加，重新记录频率f和共振管长度L。
6.进行多组实验数据的记录。
实验数据：示例数据如下：实验组，频率f/Hz，共振管长度L/m-------，-----------，-------------1，169.7，0.52，337.2，0.253，507.8，0.1664，678.3，0.125数据处理：根据共振管的长度和频率的变化关系，可以绘制出频率f与共振管长度L的曲线图。
曲线的斜率即为共振频率随共振管长度的变化率，其倒数即可计算出声速。
实验结果和分析：根据实验数据，在不同的共振管长度下测得的频率，可以绘制出频率与共振管长度的曲线。
通过计算斜率的倒数，即可得到声速的值。
在本次实验中，通过多次重复实验，测得共振管长度与频率的相关数据。
根据这些数据，可以绘制出频率与共振管长度的图形，根据其斜率的倒数计算出空气中的声速。
实验误差分析：1.共振管壁的损伤或污染，导致共振管长度的测量不准确。
2.音叉发出的声波可能会受到外界环境的干扰，导致频率测量不准确。
3.温度的变化可能会影响声速的测量结果，需要对温度进行严密控制。
大物实验报告声速的测定
大物实验报告声速的测定篇一：大学物理实验报告-声速的测量实验报告声速的测量【实验目的】1.学会用共振干涉法、相位比较法以及时差法测量介质中的声速2.学会用逐差法进行数据处理；3.了解声速与介质参数的关系。
【实验原理】由于超声波具有波长短，易于定向发射、易被反射等优点。
在超声波段进行声速测量的优点还在于超声波的波长短，可以在短距离较精确的测出声速。
超声波的发射和接收一般通过电磁振动与机械振动的相互转换来实现，最常见的方法是利用压电效应和磁致伸缩效应来实现的。
本实验采用的是压电陶瓷制成的换能器(探头)，这种压电陶瓷可以在机械振动与交流电压之间双向换能。
声波的传播速度与其频率和波长的关系为：vf(1)由(1)式可知，测得声波的频率和波长，就可以得到声速。
同样，传播速度亦可用v?L/t(2)表示，若测得声波传播所经过的距离L和传播时间t，也可获得声速。
1. 共振干涉法实验装置如图1所示，图中S1和S2为压电晶体换能器，S1作为声波源，它被低频信号发生器输出的交流电信号激励后，由于逆压电效应发生受迫振动，并向空气中定向发出以近似的平面声波；S2为超声波接收器，声波传至它的接收面上时，再被反射。
当S1和S2的表面近似平行时，声波就在两个平面间来回反射，当两个平面间距L为半波长的整倍数，即L=n×，n=0，1，2， (3)2λ时，S1发出的声波与其反射声波的相位在S1处差2nπ(n=1，2 ……)，因此形成共振。
因为接收器S2的表面振动位移可以忽略，所以对位移来说是波节，对声压来说是波腹。
本实验测量的是声压，所以当形成共振时，接收器的输出会出现明显增大。
从示波器上观察到的电信号幅值也是极大值(参见图2)。
图中各极大之间的距离均为λ/2，由于散射和其他损耗，各级大致幅值随距离增大而逐渐减小。
我们只要测出各极大值对应的接收器S2的位置，就可测出波长。
由信号源读出超声波的频率值后，即可由公式(1)求得声速。
声速的测定实验报告
一、实验目的1. 理解声速的概念及其影响因素。
2. 掌握使用驻波法和相位法测量声速的方法。
3. 熟悉示波器、低频信号发生器等仪器的使用。
4. 学会使用逐差法处理实验数据。
二、实验原理声速是指声波在介质中传播的速度。
声速的大小受介质性质（如密度、弹性模量等）和温度的影响。
本实验采用驻波法和相位法测量声速。
1. 驻波法：当两列频率相同、振幅相等的声波在同一直线上传播并相遇时，它们会相互叠加形成驻波。
驻波的波腹（振动幅度最大的点）和波节（振动幅度为零的点）之间的距离等于声波的波长。
通过测量波腹间距，可以间接求出声波的波长，进而计算出声速。
2. 相位法：声波是一种振动状态的传播，即相位的传播。
当超声波发生器发出的声波是平面波时，沿传播方向移动接收器，总能找到一个位置使得接收到的信号与发射器的激励电信号同相。
继续移动接收器，当接收到的信号再次与激励电信号同相时，移过的距离即为声波的波长。
通过测量波长和频率，可以计算出声速。
三、实验仪器1. 驻波法实验：- 超声波发射器- 超声波接收器- 示波器- 低频信号发生器- 测量尺2. 相位法实验：- 超声波发射器- 超声波接收器- 示波器- 低频信号发生器- 测量尺四、实验步骤1. 驻波法：1. 将超声波发射器和接收器分别固定在支架上，使其在同一直线上。
2. 连接示波器、低频信号发生器和超声波发射器、接收器。
3. 调节低频信号发生器的频率，使超声波发射器产生稳定的声波。
4. 观察示波器上的波形，找到波腹和波节的位置，并测量波腹间距。
5. 计算声波的波长和声速。
2. 相位法：1. 将超声波发射器和接收器分别固定在支架上，使其在同一直线上。
2. 连接示波器、低频信号发生器和超声波发射器、接收器。
3. 调节低频信号发生器的频率，使超声波发射器产生稳定的声波。
4. 观察示波器上的波形，找到相位差为零的位置。
5. 测量超声波发射器和接收器之间的距离，即为声波的波长。
6. 计算声速。
测声速的实验报告
一、实验目的1. 了解声速的概念及其影响因素。
2. 通过实验测量声速，并验证声速在空气中传播的规律。
二、实验原理声速是指在介质中声波传播的速度。
声速与介质的性质有关，如温度、密度等。
根据声速的定义和公式，我们可以通过测量声源与接收器之间的距离和声波传播的时间来计算声速。
三、实验仪器1. 发射器：用于产生声波。
2. 接收器：用于接收声波。
3. 秒表：用于测量声波传播的时间。
4. 卷尺：用于测量声源与接收器之间的距离。
5. 温度计：用于测量环境温度。
四、实验步骤1. 将发射器与接收器固定在实验平台上，确保它们之间的距离为50m。
2. 使用卷尺测量声源与接收器之间的距离，并记录下来。
3. 使用温度计测量环境温度，并记录下来。
4. 将发射器与接收器同时开启，并启动秒表。
5. 当接收到声波时，立即停止秒表，记录声波传播的时间。
6. 重复以上步骤，进行多次实验，并记录数据。
五、实验数据实验次数 | 距离（m） | 时间（s） | 声速（m/s）-------- | -------- | -------- | --------1 | 50 | 0.18 | 277.782 | 50 | 0.19 | 263.163 | 50 | 0.20 | 250.004 | 50 | 0.21 | 238.105 | 50 | 0.22 | 227.27六、数据处理与分析1. 计算声速的平均值：声速平均值 = (277.78 + 263.16 + 250.00 + 238.10 + 227.27) / 5 =253.15 m/s2. 分析实验数据，观察声速与距离、时间的关系。
由实验数据可知，声速在空气中传播时，距离与时间成正比，即声速与距离的比值在实验过程中保持相对稳定。
七、实验结论1. 通过实验，我们成功测量了声速，并验证了声速在空气中传播的规律。
2. 实验结果表明，声速在空气中传播时，距离与时间成正比，即声速与距离的比值在实验过程中保持相对稳定。
声速的测量实验报告_实验报告_
声速的测量实验报告_实验报告_一、实验目的：1、了解空气中声速的测量原理及测量方法；2、掌握正弦波信号发生器、示波器、计时器等实验仪器的使用方法；3、通过实验确认空气中声速的实验值与理论值之间的误差。
二、实验原理：声速是波在介质中的传播速度，其大小与介质密度、弹性模量、压强等有关。
在空气中，声速的大小可以通过以下公式计算：V=331.45+0.6T其中，V为声速，T为温度，单位均为米/秒（m/s）。
为了测量声速，我们可以在室内架设一条长度为L的光学直线，同时设置两个不同位置A、B的麦克风。
当用声源在直线A和直线B之间发出一短声响时，麦克风接收到的声波在直线上会形成一个脉冲信号，利用计时器测量脉冲到达麦克风A 和麦克风B的时间差Δt，就可以通过以下公式计算声速：V=2L/Δt三、实验步骤：1、将光学直线架设在室内，设置两个不同位置的麦克风A、B；2、打开正弦波信号发生器，设置频率为1000Hz，输出正弦波信号；3、将信号源放在光学直线的中点上，并用手敲打信号源发出一短声响；4、使用计时器分别测量信号到达麦克风A和麦克风B的时间，并记录之间的时间差Δt；5、将光学直线的长度L测量，并代入公式V=2L/Δt中计算声速V的实验值；6、根据室温，利用公式V=331.45+0.6T，计算得到声速的理论值；7、对比实验值和理论值，进行误差分析。
四、实验结果及分析：根据实验数据，我们得到以下结果：光学直线长度L=2m麦克风A记录到声音的时间t1=0.012s麦克风B记录到声音的时间t2=0.020s时间差Δt=t2-t1=0.008s代入公式V=2L/Δt中，得到声速V的实验值为：V=2×2/0.008=500m/s根据室温，利用公式V=331.45+0.6T，计算得到声速的理论值为：V=331.45+0.6×25=346.45m/s根据实验数据计算得到的声速实验值与理论值之间存在一定的误差。
声速的测定实验报告
声速的测定实验报告实验目的：通过实验测定声速，并掌握声速的测定方法。
实验仪器和材料：1. 音叉。
2. 毫秒表。
3. 木尺。
4. 水。
5. 手电筒。
实验原理：声速是指声波在介质中传播的速度，它与介质的性质有关。
在本实验中，我们将利用音叉发出的声波在水中传播的时间来测定声速。
实验步骤：1. 准备好实验仪器和材料。
2. 在实验室中准备一盆水，水面要平静。
3. 将音叉用手电筒照亮，使其产生声波。
4. 将音叉放入水中，使其在水中振动。
5. 用毫秒表记录音叉在水中传播的时间。
6. 重复实验多次，取平均值作为最终结果。
实验数据处理：根据实验数据，我们可以计算出声速的测定值。
假设音叉在水中传播的时间为t秒，水的温度为T摄氏度，根据公式v=1482+0.6T，可以计算出声速的测定值。
实验结果：经过多次实验和数据处理，我们得到了声速的测定值为340m/s，与理论值相符合。
实验总结：通过本次实验，我们掌握了声速的测定方法，并且得到了较为准确的测定值。
在实验过程中，我们也发现了一些问题，比如水面的平静度对实验结果的影响，以及温度对声速的影响等。
在今后的实验中，我们需要更加注意这些因素，以提高实验结果的准确性。
通过本次实验，我们不仅学习到了声速的测定方法，还加深了对声波在介质中传播的理解。
希望通过今后的实验学习，我们能够更好地掌握声速的测定方法，为将来的科研工作奠定基础。
结语：声速的测定实验是一项重要的实验，通过本次实验，我们不仅学会了实验操作技能，还提高了对声速的认识。
希望在今后的学习和科研中，我们能够更好地运用所学知识，为科学研究做出更大的贡献。
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声速的测定实验报告 1、实验目的
（1）学会用驻波法和相位法测量声波在空气中传播速度。
（2）进一步掌握示波器、低频信号发生器的使用方法。
（3）学会用逐差法处理数据。
2、实验仪器
超声声速测定仪、低频信号发生器DF1027B 、示波器ST16B 。
3、实验原理
3．1 实验原理
声速V 、频率f 和波长λ之间的关系式为λf V =。
如果能用实验方法测量声波的频率f 和波长λ，即可求得声速V 。
常用的测量声速的方法有以下两种。
3．2 实验方法
3．2．1 驻波共振法（简称驻波法）
S 1发出的超声波和S 2反射的超声波在它们之间的区域内相干涉而形成驻波。
当波源的
频率和驻波系统的固有频率相等时，此驻波的振幅才达到最大值，此时的频率为共振频率。
驻波系统的固有频率不仅与系统的固有性质有关，还取决于边界条件，在声速实验中，
S 1、S 2即为两边界，且必定是波节，其间可以有任意个波节，所以驻波的共振条件为：
3,2,1,2
==n n
L λ
（1）
即当S 1和S 2之间的距离L 等于声波半波长的整数倍时，驻波系统处于共振状态，驻波振幅最大。
在示波器上得到的信号幅度最大。
当L 不满足（1）式时，驻波系统偏离共振状态，驻波振幅随之减小。
移动S 2，可以连续地改变L 的大小。
由式（1）可知，任意两个相邻共振状态之间，即
S 2所移过的距离为：
()
22
2
11λ
λ
λ
=
⋅
-+=-=∆+n n L L L n n （2）
可见，示波器上信号幅度每一次周期性变化，相当于L 改变了2λ。
此距离2λ
可由超声声速测定仪上的游标卡尺测得，频率可由低频信号发生器上的频率计读得，根据f V ⋅=λ，就
可求出声速。
3．2．2 两个相互垂直谐振动的合成法（简称相位法）
在示波器荧光屏上就出现两个相互垂直的同频率的谐振动的合成图形——称为李沙如图形。
其轨迹方程为：
()()φφφφ122122122
12
2-=--
⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛Sin Cos A A XY A Y A X （5）
在一般情况下，此李沙如图形为椭圆。
当相位差
12=-=∆φφφ时，由（5）式，得
x
A A y 12=，即轨迹为一条处在于第一和第三象限的直线[参见图16—2(a)]。
当212πφφφ=-=∆时，得12
22
212
=+A y A x ，轨迹为以坐标轴为主轴的椭圆
当
π
φφφ=-=∆12时，得
x
A A y 12
-
=，轨迹为处于第二和第四象限的一条直线。
改变S 1和S 2之间的距离L ，相当于改变了发射波和接受波之间的相位差（
φφφ1
2-=∆），荧光屏上的图形也随之变化。
显然，L 每变化半个波长（即
)
21π
=
-=∆+L L L n n ，位相差φ∆就变化π。
随着振动相位差从0→π的变化，李沙如图形
就按图16——2(a) →（b ）→(c)变化。
因此，每移动半个波长，就会重复出现斜率符号相反的直线。
测得波长和频率f ，根据λf V =，就可计算出声速。
4、实验内容
（1） 熟悉声速测定仪
该仪器由支架、游标卡尺和两只超声压电换能器组成。
两只超声压电换能器的位置分别与游标卡尺的主尺和游标相对定位，所以两只换能器相对位置距离的变化量可由游标卡尺直接读出。
两只超声压电换能器，一只为发射声波用（电声转换），一只为接收声波（声电转换），其结构完全相同。
发射器的平面端面用以产生平面声波；接收器的平面端面则为声波的接收面和反射面。
压电换能器产生的波具有平面性、单色性好以及方向性强的特点。
同时可以控制频率在超声波范围内，使一般的音频对它没有干扰。
（2） 驻波法测量声速
1）按图接好线路，把换能器S 1引线插在低频信号发生器的“功率输出孔”，把换能器S 2接到示波器的“Y input ”。
2）打开电源开关，把频率倍乘按钮×10K 压入，调节幅度电位器，使数码显示屏读数5--8V 电压,电压衰减按钮为20dB ；波形选择为正弦波（弹出状态）。
3）压入示波器电源开关，把示波器Y 衰减开关VOLTS/DIV 置0.5v 档，Y 输入方式置AC 位。
扫描档TIME/DIV 为20us ，触发源（触发TRIG ）选择“内同步INT ”；触发方式为“自动”。
4）移动S 2位置，目测S 1与S 2的距离为3cm 左右，调整低频信号发生器的“频率调节”波段开关，调节频率微调电位器，使数码显示屏的频率读数为34.000—36.000KHz 范围。
观察示波器，当屏幕的波形幅度最大时，说明换能器S 1处于共振状态。
记下频率f 值（实验过程中，频率f 不许改变，否则影响实验数据）。
5）示波器荧幕的波形若不在中央，可调节垂直或水平位移电位器；波形太小（可能不稳定）或太大，可调节Y 增益电位器VARIABLE ，使波形幅度适中。
6）注意：实验过程中不要用手触摸两个换能器，以免影响测量精确性。
7）向右稍移S 2，并调整游标卡尺的微调螺丝，同时观察示波器上波形，使波形幅度最大，幅度如果超过屏幕，可调整Y 增益VARIABLE ，使波形满屏。
记下S 2的初始位置L 0。
8 由近至远慢慢移动接收器S 2，逐个记下九个幅度最大的位置（即Li 值）。
（3） 相位法测声速
1）把示波器触发方式选择“外接”。
2）把示波器的“Y input ”接超声波测速仪的接收器S 2,示波器“X 输入”联接到低频
信号发生器的电压输出（不能接同步输出）。
3）把S 2调回距S 1大约3cm ，移动接收换能器S 2，调节游标卡尺微调螺丝，同时观察示波器的图形变化，使图形为“/”，记下S 2初始位置L O 。
4）由近至远，慢慢移动S 2,并注意观察图形变化，逐下记下每发生一次半周期变化（即图形由“/”直线变到“\”直线）接收换能器S 2的位置读数Li 值，共测十个数据。
5）实验完毕，关掉电源，整理好仪器
5、实验参考数据
1）驻波法测量声速 共振频率f =34.583KHz
表1 驻波法测量波长的测量数据
次序
i L mm 310-
次序
i L mm 310-
i i L L -+5mm 310- i I L L v -+5mm
310-
1 93.7
2 6 119.54 25.82 0.012 2 98.84 7 124.70 25.86 0.028
3 104.02 8 129.90 25.88 0.048
4 109.22 9 135.02 25.80 0.032
5 114.38
10
140.18
25.80
0.032
逐差法处理表1数据
标准偏差∑=--++-=51
2
5511i L L L L i
i i
I v n S =0.036mm i
I i
i L
L L L n v S C --++≥=⨯=5
5
06.0036.065.1
mm
u m B 012.03
02.03
==
∆=
合成不确定度为
)(038.0012.0036.02
2222255mm u S u u u B L L B A L L i
i I I =+=+=+=--++
频率f 不确定度
)
(2.03
346.03Z mf
f H u ==
∆=
声速V 的相对不确定度
%6.0006.0)832
.25038.0()583.342.0(
)(
)(
2
2252
5==+=-+=+-+i
i L L f V L L u f u E i I
声速的计算
)/(34.357832.25583.3452
)(525s m L L f V i i =⨯=-=
+ 声速V 不确定度为 )/(3006.034.357s m VE u V V =⨯==
室温时声速结果表达式：
⎩⎨
⎧==±=±=%
6.0)683.0)(/(006.034.357V V E p s m u V V
2）相位法测量声速
参考驻波法。
6.结论：1)实验测量结果与理论值接近，是误差允许范围。
2）相位法测量优于驻波法测
量。
7.误差分析：1）共振频率的不稳定。
2）换能器的不完全平行。
3）示波器上振幅极大值
的不稳。
4）随着换能器的距离的增加能量会有减弱。
5）测量时会含有回程差。