声速测量讲义
声速测量讲义
声速测量讲义声速的测定在弹性介质中，频率从20 Hz 到20 kHz 的振动所激起的机械波称为声波，⾼于20kHz ，称为超声波，超声波的频率范围在2×104 Hz -5×108 Hz 之间。
超声波能在固体、液体和⽓体中传播，传播速度就是声波的传播速度。
超声波具有波长短、穿透本领强、易于定向发射等优点，常⽤作声速测量中的波源。
超声波在测距、定位、测液体流速和测量⽓体温度等⽅⾯有其显著的优势，尤其是在临床医学中，超声、电⼦技术和计算机的完美结合，在研究⼈体内部组织超声物理特性和病变间的某些规律⽅⾯，已成为不可缺少的诊疗⼿段，并发展为⼀门边缘学科即超声诊断学。
声速作为超声波的重要参数，⽆论是基础研究，还是临床应⽤，它的测量都具有重要意义。
⼀．实验⽬的1．了解超声波的产⽣、发射和接收的原理；2．⽤驻波法、位相法和时差法测量空⽓中的声速；3．进⼀步熟悉⽰波器的使⽤；4．学习⽤逐差法处理测量数据。
⼆．实验仪器SV-DH 系列声速测试仪，MDS-620双踪⽰波器，声速测试仪信号源。
三．实验原理1．声波在空⽓中的传播速度声波在理想⽓体中的传播速度为RTv M γ= （1）式中γ是⽐热容⽐（γ=C P /C V ），R 是普适⽓体常数，M 是⽓体的摩尔质量，T 是热⼒学温度。
从式（1）可见，温度是影响空⽓中声速的主要因素。
如果忽略空⽓中的⽔蒸⽓和其他杂质的影响，在0℃（T 0=237.15K ）时的声速00331.45RT v m s M γ==在t ℃时空⽓中的声速为 01273.15t t v v =+ （2）式（2）中的室温t 可从⼲湿温度计（见附录）上读出。
由（2）式可计算出声速，（2）式可作为空⽓中声速的理论计算公式。
2．超声波与压电陶瓷换能器本实验采⽤压电陶瓷换能器作为超声波的发射器和接收器。
压电陶瓷换能器的⼯作⽅式分为纵向（振动）、横向（振动）和弯曲振动三种，教学实验中⼤多采⽤纵向换能器，其结构如图1所⽰。
声速测定讲稿
3声速测定声速测量的常用方法有两类：第一类是测量声波传播距离l 和时间间隔t ，然后根据公式t l v /=计算声速v （时差法）；第二类是测出频率f 和波长λ，再计算声速v 。
本实验采用第二类测量方法。
【实验原理】由于超声波具有波长短、易于定向发射和不可闻等优点，所以在超声波段测量声速是比较方便的。
超声波的发射和接收一般是通过电磁振动和机械振动的相互转换来实现的，主要是利用压电效应和磁致伸缩效应。
本实验采用压电陶瓷换能器来实现声压和电压之间的转换。
当换能器的压电晶体的固有频率与外界信号频率一致时就会产生谐振，此时压电陶瓷换能器能够较好地进行声能与电能的相互转换，可以获得最大的声波压强。
所以实验时应调节信号发生器的输出频率（34.0~36.0kHz ），使其与换能器谐振（示波器上信号幅度最大），此时的频率即为压电陶瓷的谐振频率。
1. 驻波法（共振干涉法）实验原理如图所示。
S 1、S 2为压电陶瓷换能器。
S 1装在固定端，接受器S 2可以移动。
带有功率输出的信号发生器产生的超声频率段的正弦交变电压信号接在S 1上，使S 1产生受迫振动，向周围空间定向发出一近似的平面波。
S 2为接收换能器，它接收到声波后产生与声源同频率的电振动。
当S 1和S 2的表面互相平行时，声波就在两个平面间往返，形成驻波。
当两个换能器之间的距离l 为半波长的整数倍时，出现稳定的驻波共振现象，声压波幅最大。
在接收器的反射面处是振幅的“波节”位置，同时是声压的“波腹”位置，即该处位移为零，声压最大。
连续改变l 值，声压波幅将在最大与最小之间周期性的变化。
接收器S 2上的电压与该处声压成正比，测量接收器电压随两个换能器距离的变化情况，相邻两次电压最大对应的距离变化就是半波长，由此可以得到波长λ。
再根据公式λf v =可直接算出v ，其中声波的频率f 即驱动电压的频率，可从信号发生器面板上直接读出。
2. 行波法（相位比较法）S 1与S 2处的声波有一定的相位差，当两者距离为l 时，相位差为2l ϕπλ=，因此可以通过测量ϕ来求得声速2v lf πϕ=。
教学实习-PPT-声速测量
实验原理
二、声速测量原理
１.利用声速Ｃ、频率f和波长λ间的关系：
Ｃ = f× λ ２.如果声波在媒质中 t 时间内传播的距离为 L，则声 速为 Ｃ = L/t
实验原理
三、共振干涉法
信号发生器
游标卡 尺x
示波器
X
A S 1 S
2
当发声器发出的声波经接收器反射后，波将在两端面间来回反射并且叠加，形成驻波。 驻波就是两列频率、振幅和传播速度完全相同，但传播方向相反的两列波的叠加
实验仪器
声速测量仪、FD-SV-D超声波测距综合试验D
实验仪器
干湿球温度计
先读取干球温度、湿球温度示数，湿球温度总 比干球温度要低。 计算干球温度与湿球温度的差值，旋转中心的 轴，找到对应的差值处。 在轴侧寻找干球温度，其所对应的轴上示数即 为相对湿度。
实验仪器
注意事项
1.应当注意单方向移动接收器，否则将会 产生螺间距误差。 2.游标卡尺要缓慢平稳操作，不要迅速移 动，防止磨损过快
数据处理
记录实验室的温度湿度，查找其对应的Pw。
1）共振干涉法 逐差法获得半波长，计算声速。与理想声速对比，计算百分误差。 可以同时记录信号的最大强度，画出最大强度的下降曲线。 2）相位比较法 使用逐差法，获得半波长，进而获得声速。与理想声速对比，计算百分误差。 3）时差法 方法一：画出图线，使用最小二乘法处理数据。与理想声速对比，计算百分误差。 方法二：对波包进行傅里叶变换，分析图案。与方法一的时间对比（方法一的时间精度要高） 4）反射法测距 通过记录的数据，计算同侧的超声波发生器与接收器之间的距离。
实验内容
1、调节仪器：获得最佳频率：
实验仪调整为相位测量模式。 信号源：一接口接超声发生器、一接口接示波器的1通道（CH1） 信号接收放大：输入端接超声接收器、输出端接示波器的2通道 （CH2） 观察CH2的信号，按下POSITION，使得信号置中。 只显示CH2的信号，界面上显示有CH2的最大电压值。 调节游标尺，使得读数归零。 将游标尺调节到最近的位置，调节信号源的示数，获得最大的信 号电压值，记下此处的位置。界面上显示有频率值，记下该频率 值f。
超声声速测量 讲义
信号源
S1
游标卡尺
S2
信号放大器
示波器
图 3.12-1 共振干涉法测声速
若将接收到的超声波声压信号转换成电信号再输入示波器，当发射频率固定时，移动 S2，改变两者的相对距离就能在一系列特定的距离（为声波半波长的整数倍）上建立驻波共 振态，从示波器上可以观察到信号振幅周期性地呈现最大值，相邻最大值之间的距离为
由（3.12-3）式有
l1
1 6
(l7
l1 )
2
……………………
l6
1 6
(l12
l6 )
2
所以
l
1 6
6 i 1
li
2
v 2l f
（3.12-11）
三、用相位比较法测量水中的声速 按图 3.12-6 方式接线，小心将金属测试架从储液槽中取出，然后向储液槽注入液体，
电效应。压电效应是法国人居里兄弟 1880 年在研究热电现象和晶体对称性的时候发现的。 压电换能器接收超声波信号使之转换为电信号，从而将机械能转换为电能，利用的就是压电 效应原理。当超声波频率与系统固有（共振）频率一致时所产生的电信号最强。压电材料还
具有逆压电效应，压电材料在电场 E 的作用下产生伸缩形变 S，且满足 S d E （d 为伸缩
地方，位移达到最大而形成波腹；而在满足 sin[k(l x)] 0 的那些地方，位移为零而成为
波节。两相邻波腹或波节之间的距离均为 / 2 。
在驻波场中，空气质点位移 y 的图像不能被直接观测，而声压 p 却可以通过仪器观测。
声压 p 就是空气中由于声扰动而引起的超出静态大气压强的那部分压强，根据声学理论，声
声速测量PPT课件
05
声速测量的实际应用案例
水下声速测量在海洋探测中的应用
总结词
水下声速测量在海洋探测中具有重要意义，能够提供海洋环境参数、水下地形地貌、水下目标物等信 息。
详细描述
水下声速测量是通过声波在水中传播的速度进行测量，可以获取水深、水温、盐度、流速等海洋环境 参数，同时还可以探测水下地形地貌和目标物，如沉船、潜艇等。这些信息对于海洋科学研究、海洋 资源开发、海洋环境保护等方面具有重要意义。
分析实验结果，探究声速与介质、温度等因 素的关系。
数据处理
根据实验数据计算声速的平均值、标准差等 统计指标。
结论总结
根据实验结果得出结论，总结实验的意义和 价值。
04
声速测量中的误差分析
测量误差的来源
仪器误差
测量仪器本身存在的误差，如灵敏度、 分辨率等。
环境因素
如温度、湿度、气压等环境条件的变 化，可能影响声速的测量结果。
用于记录和处理实验数 据。
如水、玻璃板、橡皮泥 等，用于辅助实验操作。
选择一个相对安静、无 干扰的环境进行实验。
实验步骤与操作
安装设备
将声速测量仪的发射器和接收器分别固定在 两个相对的位置上，确保它们之间的距离可 调。
调试设备
调整发射器和接收器的角度和高度，确保信号 能够顺利传输。
开始测量
在电脑中打开声速测量软件，开始记录数据。
空气中声速测量在声音传播研究中的应用
要点一
总结词
要点二
详细描述
空气中声速测量在声音传播研究中具有重要价值，能够揭 示声音传播规律、声源特性以及声音控制技术。
空气中声速测量是通过测量声波在空气中的传播速度，可 以研究声音传播规律，如声波的干涉、衍射、散射等现象 。同时还可以研究声源特性，如声功率、声压级、频率特 性等。此外，空气中声速测量还可以应用于声音控制技术 ，如消音、隔音、声音定向传输等。这些研究对于声音环 境保护、声音信号处理、音频设备研发等方面具有重要意 义。
声速的测定实验讲义
( L4 L1 ) ( L5 L2 ) ( L6 L3 ) 3 3 3 ( ) 2 3
2
(L
i 1
3
i 3
Li )
32
相位法测量声波波长
仪器
信号发生器
示波器
声速测定仪
2 1 n (n 0,1,2, , , , )
相位比较法
大学物理实验
声速的测定
主讲教师：陈畅 实验地点：青岛理工大学物理实验中心505
声音的本质？ 机械振动 频率 振幅
音量
音调
▲ 频率低于20Hz的声波称为次声波； ▲ 频率在20Hz-20kHz的声波可以被人听
到，称为可闻声波； ▲ 频率在20kHz以上的声波称为超声波。
v f
空气中的声音到底长什么样子？
从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2π ，示波器上所观察到的李萨如图随之变化一个 周期。
相位法操作演示
相位比较法
P281页 表6-12 逐差法
连接电路后，连续移动S2，读取对应的S2的位置坐标
斜率为正 的李萨茹 直线
8
S 2坐标 179mm 26 0.02mm 179.52mm
P281 表6-11 逐差法
Li
1 L1
2 L2
3 L3
4 L4
5 L5
6 L6
( L2 L1 ) ( L3 L2 ) ( L4 L3 ) ( L5 L4 ) ( L6 L5 ) ( ) 2 5
大家都只读取 左边的图对应 的S2坐标，相 邻的两次读数 之差= λ
《声速的测量》PPT课件
太原理工大学物理实验中心
一、声波背景 二、实验目的 三、实验原理 四、实验仪器 五、实验内容 六、数据处理
一、声波背景
1、声音与我们的生活 2、声速测量的目的 3、声速测量的发展
1.声音与我们的生活
自然界中充满了各种各样的声音：收音机里播放的悦耳音 乐声，飞机掠过长空时扰人的噪声，狂风的呼啸声，海祷 的 怒吼声，爽朗的欢笑声，欢畅的交谈声，……等等，在日常 生 活中处处都可以听到。可见声音与我们的生活是密切相关 的。
lx2x1
(2)李萨如图法
从s1发出的超声波通过媒质达到接收头s2， 在发射波和接收波之间产生相位差，此相位差φ 和角频率ω（ω=2πf）、传播时间τ、声速v、距 离l、波长λ之间有下列关系：
2fv l 2l
由上式可知，若要使相位差φ改变2π，那么， s1和s2的间距l就要相应地改变一个波长λ 。于是， 根据相位差的2π变化，便可以测量出波长来。声 波频率由信号源读出，根据上式便可算出声速。
我们可以通过示波器来观察相位差。互相垂直 的两个谐振动的合成，能得到李萨如图形。如果两 个谐振动的频率相同，则李萨如图形就很简单。随 着两个振动的相位差从0→π变化，图形从斜率为 正的直线变为椭圆再变到斜率为负的直线。选择判 断比较灵敏的亦即李萨如图形为直线的位置作为测 量的起点。每移动一个波长的距离就会重复出现同 样斜率。
2. 相位法
波是振动状态的传播，也可以说是相位的 传播。沿传播方向上的任何两点，其振动状态 相同(同相: 相位差为0)或者说其相位差为2π的 整数倍时两点间的距离应等于波长λ的整数倍， 即
l = n λ (n为一正整数)
利用这个公式可测量波长。
相位法又可分为行波法和李萨如图形法。
10讲义(声速测量)
声速测量1、学会用共振干涉法和相差法测声速；2、了解压电陶瓷换能器的结构和工作原理；3、学会用驻波管测声速；4、进一步熟悉示波器的使用。
二、实验仪器：声速测定仪、信号发生器、示波器、驻波管和支架、扬声器。
三、实验原理声速是描述波在媒质中传播特性的物理量，它与媒质的性质及状态有关，频率在20—20000赫兹范围内为可闻声，大于20000赫兹为超声波，由于超声波具有波长短，定向性好，抗干扰强等特点，在传播的过程中入射波与反射波容易产生干涉并形成驻波，而可闻声只能在驻波管内产生干涉形成驻波。
本实验是通过测量驻波波长λ和频率f ，由公式V f λ=算出声速。
压电陶瓷：压电陶瓷（如：钛酸钡、锆钡酸铅）具有正压电效应和逆压电效应，当它受到压力时，表面产生电荷，形成电场，为正压电效应。
在外加电场的作用下可产生形变，为逆压电效应，当交流电压作用于压电陶瓷时，它将作周期性的形变即振动从而发出声波。
利用压电陶瓷在外来振动的作用下产生变化电场的正压电效应可用来接收声波信号。
1、超声波的驻波法测声速（共振干涉法）如图（一）所示，超声波发射器与超声波接收器平行正对，超声波发射器发出超声波向右传播，遇到接收换能器后发生反射，此时发射器与接收器之间的入射波与反射波叠加形成驻波，相邻波腹和波节间距离都为2λ，当接收器移至波腹处接收信号最强，实验中通过移动接收器依次记下波腹位置，它满足：2l kλ=，,1,2,k i i i =++测出相邻波腹间距112i i l l l λ+∆=-=和频率f ，用公式V f λ=算出声速。
2、超声波的相差法测声速（相位比较法） 将发射信号与接收信号分别接示波器的x 与y 输入端，两个同频率振动方向相互垂直的正弦信号合成利萨如图，当水平移动接收器时，两个信号的相位差随距离改变而改变，每改变一个波长的距离相位差改变2π，利萨如图形重复一次，变化一个周期，测出一个周期的距离变化量l λ∆=和f 频率，用发射换能器图（一）发射换能器图（二）图（三） 利萨如图形四、实验内容和要求1、超声波驻波法测空气中声速（1）按图（一）连接线路，发射换能器接信号源，接收换能器接示波器。
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声速的测定
在弹性介质中，频率从20 Hz 到20 kHz 的振动所激起的机械波称为声波，高于20kHz ，称为超声波，超声波的频率范围在2×104 Hz -5×108 Hz 之间。
超声波能在固体、液体和气体中传播，传播速度就是声波的传播速度。
超声波具有波长短、穿透本领强、易于定向发射等优点，常用作声速测量中的波源。
超声波在测距、定位、测液体流速和测量气体温度等方面有其显著的优势，尤其是在临床医学中，超声、电子技术和计算机的完美结合，在研究人体内部组织超声物理特性和病变间的某些规律方面，已成为不可缺少的诊疗手段，并发展为一门边缘学科即超声诊断学。
声速作为超声波的重要参数，无论是基础研究，还是临床应用，它的测量都具有重要意义。
一．实验目的
1．了解超声波的产生、发射和接收的原理；
2．用驻波法、位相法和时差法测量空气中的声速；
3．进一步熟悉示波器的使用；
4．学习用逐差法处理测量数据。
二．实验仪器
SV-DH 系列声速测试仪，MDS-620双踪示波器，声速测试仪信号源。
三．实验原理
1．声波在空气中的传播速度
声波在理想气体中的传播速度为
RT
v M γ= （1）
式中γ是比热容比（γ=C P /C V ），R 是普适气体常数，M 是气体的摩尔质量，T 是热力学温度。
从式（1）可见，温度是影响空气中声速的主要因素。
如果忽略空气中的水蒸气和其他杂质的影响，在0℃（T 0=237.15K ）时的声速
00331.45RT v m s M γ=
=
在t ℃时空气中的声速为 01273.15
t t v v =+ （2） 式（2）中的室温t 可从干湿温度计（见附录）上读出。
由（2）式可计算出声速，（2）式可作为空气中声速的理论计算公式。
2．超声波与压电陶瓷换能器
本实验采用压电陶瓷换能器作为超声波的发
射器和接收器。
压电陶瓷换能器的工作方式分为纵
向（振动）、横向（振动）和弯曲振动三种，教学
实验中大多采用纵向换能器，其结构如图1所示。
其中压电陶瓷晶片是传感器的核心，它是利用压电
晶体的逆压电效应产生超声波，即在交变电压的作
用下，压电晶体产生机械振动，因而在弹性介质图1 超声波纵向换能器的结构简图
（空气）中激发出声波，再利用压电晶体的压电效应在另一端接收超声波。
辐射头为喇叭状，使发射和接收超声波有一定的方向角，且能量比较集中。
本实验的压电陶瓷晶片的振
荡频率范围在25KHz～45KHz, 产生的超声波的波长为几毫米。
3．测量声速的实验原理
本实验是利用频率f与波长λ和声速v之间的关系，测量超声波在空气中的传播速度。
声波的频率f、波长λ和波速v之间的关系为
=（3）
v fλ
只要测出声波的频率和波长，就可以求出声速。
其中声波的频率可通过测量声源（信号发生器）的振动频率得出，本实验的主要任务就是测量声波的波长，实验采用的方法是：驻波法（共振干涉法）、行波法（相位比较法）以及时差法。
（1）驻波法（共振干涉法）测量波长
如图2所示，由超声波发射探头S1发出的平面超声波在空气中传播，到达接收换能器S2平面上反射，当两换能器端面之间的距离恰为半波长的整数倍时，入射波和反射波叠加形成驻波。
图 2 实验装置与工作原理示意图
λ）。
声波是纵波，在声驻波中，波腹驻波相邻两波节或两波腹间的距离为半波长（/2
（介质密度）处声压小，接收换能器上输出的电压幅度也小；波节（介质密度大）处声压大，接收换能器上输出的电压幅度也大。
因此，可根据换能器上输出电压的大小来求波长。
当改变换能器间距离，示波器上所显示的波形幅值将作周期性变化。
每变化一个周期，换能器
S1和S2 间距离变化即为半波长。
实验时可在游标尺上读出波形幅度最大时对应的一系列数值，用逐差法求出波长λ，超声波频率由信号发生器读出，则声速由式（3）求出。
（2）行波法（相位比较法）测量波长
当换能器S1发出的超声波通过介质到达接收换能器S2 时，在任一时刻，发射波与接收波之间有一相位差ϕ，设两换能器间距离为l，则
2l
ϕπ
λ
=（4）当S1和S2之间的距离l每改变一个波长，相位差就改变2π。
即可通过相位变化来求波长λ。
相位比较法的实验装置如图2所示。
将示波器置于“X-Y”状态，然后将发射换能器S1和接收换能器S2的正弦电压信号分别接入示波器的X、Y输入端，在荧光屏上便显示出这两个相互垂直的谐振动叠加形成的李萨如图形。
由于两信号的频率相同，其图形为椭圆或斜线。
图形变化与相位差ϕ的关系如图3所示。
实验时可选择合成图形呈斜直线时作为测量起点，当S1和S2之间的距离l每改变一个波长λ时，会重复出现同样斜率的直线，于是，读出一系列l值，可求出波长λ，由式（3）算出声速v。
图 3 李萨如图形与两垂直简谐运动的相位差
（3）时差法测量波速
连续波经过脉冲调制后由发射换能器至被测介质中，经时间t后，到达l距离处的接收
换能器。
波速由公式
l
v
t
=得出。
利用时间窗口显示出S1到S2间距离l的时间t，从数显尺上读出S1及S2间的相对距离，即可计算得出波速。
1．SV-DH-7A声速测试仪
2．SVX-7声速测试仪信号源
3．MDS-620示波器
五．实验内容及步骤
1．连接仪器
如图2连接好仪器，仪器在使用之前，开机预热10分钟，自动工作在连续波方式，选择的介质为空气的初始状态。
并观察S1及S2是否平行。
2．测量信号源的输出频率f0
将示波器下半部分工作方式置于CH2位置，观察示波器接收到的信号，移动S2（S2为接受器，可移动）使S1（发射器，不可移动）到S2间距离约为5 cm左右，调节信号源发射强度旋钮，使输出（发射端S1）的正弦幅度（峰峰值）约为10V～15V左右，调节信号频率旋钮，从最小开始调起，同时观察输入信号图形（S2的信号波形），寻找到信号最强处，此时信号源左下角信号指示灯稳亮。
这时的信号发生器的输出频率就是本系统的谐振频率（工作频率f0）。
自行设计数据记录表格，测量三次谐振频率，求出平均值。
3．用共振干涉法测量波长和声速
沿固定方向缓慢移动S2，观察示波器上信号的变化情况，选择一个信号的最大位置（波腹位置），在继续移动S2的同时，自行设计数据记录表格，记录下每次信号的最大位置x i，取i=10，用逐差法求出声波波长和误差，利用谐振频率f0计算出声波波长。
注意当S1及S2的间距比较远时，接收到的信号将有所衰减。
记录实验室室温t，将测量值与利用公式（2）所得值进行比较，对结果进行讨论。
4．用相位比较法测量波长和声速
将示波器调至信号合成状态，TIME/DIV旋钮置于X-Y方式。
观察示波器出现的李萨如图形（比如ϕ=0），缓慢移动S2，如图3，当重复出现该图形时说明位相变化了2π，即S1及S2之间移动了一个波长。
继续沿同一方向移动S2，自行设计数据记录表格，测量10个周期，用逐差法处理数据，得出波长、声速及误差，并与利用公式（2）所得值进行比较，对结果进行讨论。
5．用时差法测量声速（此步骤与示波器无关）
将S1及S2之间距离调节至≥50mm，这是因为两间距太近或太远时，信号干扰太多。
固定S 1，记录S 2时的L 1，T 1，再移动S 2至某一位置L 2，测量T 2。
若此时时间显示窗口数字变化较大，可通过调节接收增益来调整，当时间显示稳定时，记录时间T ，计算波速v ，
1
212T T L L V --=。
自行设计数据记录表格，要求测量5次波速，取平均值。
采用时差法测量比较准确，信号源内有单片机计时装置，具有8位有效数字，同时信号测量为随机测量，不因为目测信号的大小而产生误差。
在测量固体及液体中的声速时，由于固体杂质或气泡等因素的影响，最好用时差法来进行测量。
六．数据处理
1．用逐差法处理数据，计算空气中的声速并比较与理论计算值的差异。
七．注意事项
1．测量声波在固体中的传播速度时，要注意固体材料棒与传感器之间的良好接触，必要时在接触面间均匀涂抹硅脂；
2．测量液体时，注意液体要覆盖住传感器，但不得与实验装置的移动轴和数显装置接触，以免损害仪器，倒出液体时也应小心。
八．思考题
1．准确测量谐振频率的目的是什么？
2．若固定两换能传感器之间的距离，改变频率，能否测量出声速？为什么？。