声速测量实验报告
声速测量实验报告 声速测量实验数据
声速测量实验报告声速测量实验数据一、实验目的1、了解声速测量的基本原理和方法。
2、学习使用驻波法和相位比较法测量声速。
3、掌握示波器和信号发生器的使用方法。
二、实验原理1、驻波法声波在介质中传播时，在入射波和反射波相遇处会形成驻波。
驻波的相邻波腹（或波节）之间的距离为半波长。
通过测量相邻两个波腹（或波节）之间的距离，就可以计算出声波的波长。
已知声波的频率，由公式＄v ＝fλ$ （其中＄v$ 为声速，＄f$ 为频率，＄λ$ 为波长）即可求出声速。
2、相位比较法当发射波和接收波之间存在相位差时，通过示波器可以观察到李萨如图形。
改变接收端的位置，使相位差发生变化。
当相位差变化一个周期，即李萨如图形从直线变为椭圆再变回直线时，接收端移动的距离等于一个波长。
三、实验仪器1、声速测量仪2、示波器3、信号发生器四、实验步骤1、驻波法连接实验仪器，将信号发生器的输出端连接到声速测量仪的发射端，将示波器的 CH1 通道连接到声速测量仪的接收端。
调节信号发生器的频率，使其在声速测量仪的谐振频率附近，观察示波器上的波形，找到最大振幅对应的频率，即为谐振频率。
缓慢移动声速测量仪的接收端，观察示波器上驻波的形成，记录相邻两个波腹（或波节）之间的距离。
重复测量多次，取平均值计算波长，进而求出声速。
2、相位比较法连接实验仪器，将信号发生器的输出端同时连接到示波器的 CH1和 CH2 通道，将声速测量仪的接收端连接到示波器的 CH2 通道。
调节信号发生器的频率为声速测量仪的谐振频率。
缓慢移动声速测量仪的接收端，观察示波器上的李萨如图形，记录李萨如图形变化一个周期时接收端移动的距离。
重复测量多次，取平均值计算波长，求出声速。
五、实验数据1、驻波法测量数据｜测量次数|相邻波腹（或波节）距离（mm）｜｜｜｜｜1|＿____|｜2|＿____|｜3|＿____|｜4|＿____|｜5|＿____|2、相位比较法测量数据｜测量次数|李萨如图形变化一个周期时接收端移动距离（mm）｜｜｜｜｜1|＿____|｜2|＿____|｜3|＿____|｜4|＿____|｜5|＿____|六、数据处理1、驻波法计算相邻波腹（或波节）距离的平均值：＄＼overline{d} ＝＼frac{d_1 ＋ d_2 ＋ d_3 ＋ d_4 ＋ d_5}｛5}＄波长：＄λ ＝ 2\overline{d}＄声速：＄v ＝fλ$ （其中＄f$ 为谐振频率）2、相位比较法计算李萨如图形变化一个周期时接收端移动距离的平均值：＄＼overline{D} ＝＼frac{D_1 ＋ D_2 ＋ D_3 ＋ D_4 ＋ D_5}｛5}＄波长：＄λ ＝＼overline{D}＄声速：＄v ＝fλ$ （其中＄f$ 为谐振频率）七、误差分析1、系统误差仪器本身的精度限制，如声速测量仪的刻度误差、示波器的测量误差等。
声速的测量实验报告及数据处理
声速的测量实验报告及数据处理一、实验目的与原理1.1 实验目的为了研究声速的测量方法，我们进行了一次声速的测量实验。
通过实验，我们希望能够了解声速的定义、测量原理以及影响声速的因素，从而为实际应用提供理论依据。
1.2 实验原理声速是指在某种介质中，声波传播的速度。
声音是由物体振动产生的机械波，当这种振动传播到介质中时，会引起介质分子的振动，从而形成声波。
声波在介质中的传播速度与其内部分子的振动速度有关，而分子的振动速度又受到温度、压力等因素的影响。
因此，声速的测量实际上是测量介质中分子振动速度的过程。
二、实验设备与材料2.1 设备本次实验使用的设备包括：声源(用于产生声波)、麦克风(用于接收声波)、计时器(用于计算声波传播时间)、数据处理软件(用于分析实验数据)。
2.2 材料实验所使用的材料包括：水、玻璃、铝箔等。
这些材料都是常见的介质，可以用于测量声速。
三、实验步骤与数据处理3.1 实验步骤1) 将水倒入一个透明的容器中，使其充满水。
2) 将玻璃和铝箔分别放在水中。
3) 用麦克风分别对玻璃和铝箔进行录音。
4) 使用计时器记录每次录音所需的时间。
5) 重复以上步骤多次，以获得较为准确的数据。
6) 使用数据处理软件对实验数据进行分析，得出声速的测量结果。
3.2 数据处理我们需要计算每次录音所需的时间。
由于实验过程中可能会受到环境噪声的影响，因此我们需要在每次录音前先将麦克风校准，以减小误差。
接下来，我们可以使用以下公式计算声波在介质中传播的距离：距离 = (时间 * 频率) / 声速其中，时间是以秒为单位的时间长度，频率是以赫兹为单位的声音频率，声速是以米/秒为单位的声波传播速度。
通过对所有数据的分析，我们可以得到不同介质中声波传播速度的测量结果。
四、实验结果与分析根据我们的实验数据，我们得到了不同介质中声波传播速度的结果。
通过对比实验数据与理论预测值，我们发现实验结果与理论预测值基本一致，说明我们的实验方法是可行的。
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。
声速测量实验报告_公式
一、实验目的1. 掌握声速测量的基本原理和方法。
2. 了解声波在空气中的传播特性。
3. 学会使用声速测量仪器，提高实验技能。
二、实验原理声速是指声波在介质中传播的速度。
在空气中，声速受温度、湿度等因素的影响。
声速的测量方法主要有共振干涉法、相位法、时差法等。
本实验采用共振干涉法进行声速测量。
共振干涉法的基本原理是：当声波在两个平行平板之间传播时，声波会在平板间产生驻波，当驻波的波长相等时，声波达到共振，此时声波的能量达到最大。
根据共振条件，可以计算出声速。
声速的公式如下：\[ v = \frac{f \lambda}{2} \]其中，\( v \) 为声速，\( f \) 为声源振动频率，\( \lambda \) 为声波波长。
三、实验仪器1. 超声波发射器2. 超声波接收器3. 低频信号发生器4. 示波器5. 驻波干涉仪6. 温度计7. 相对湿度计四、实验步骤1. 将超声波发射器和接收器分别固定在驻波干涉仪的两个臂上。
2. 开启低频信号发生器，调节频率至超声波发射器的共振频率。
3. 将信号发生器的输出端与超声波发射器的输入端连接，同时将超声波接收器的输出端与示波器的输入端连接。
4. 调节驻波干涉仪，使声波在两个平板间形成驻波。
5. 观察示波器，当声波达到共振时，记录此时的振动波形。
6. 根据共振条件，计算声速。
五、数据处理1. 记录实验过程中超声波发射器的共振频率 \( f \)。
2. 记录实验过程中驻波干涉仪的臂长 \( L \)。
3. 根据公式 \( v = \frac{f \lambda}{2} \) 计算声速 \( v \)。
4. 将实验数据整理成表格，进行误差分析。
六、实验结果与分析1. 计算声速的平均值和标准差。
2. 分析实验误差产生的原因，如仪器误差、操作误差等。
3. 将实验结果与理论值进行比较，讨论实验误差对结果的影响。
七、结论通过本次实验，掌握了声速测量的基本原理和方法，了解了声波在空气中的传播特性。
测量空气声速实验报告
一、实验目的1. 了解声速的概念及其测量方法。
2. 掌握测量空气中声速的实验原理和操作步骤。
3. 培养实验操作能力和数据处理能力。
二、实验原理声速是指在介质中声波传播的速度。
在空气中，声速与介质的温度、压力和湿度等因素有关。
本实验通过测量声音在空气中的传播时间，结合已知距离，计算出声速。
实验原理公式为：v = s / t其中，v为声速，s为声音传播的距离，t为声音传播的时间。
三、实验器材1. 超声波发射器2. 超声波接收器3. 秒表4. 卷尺5. 温度计6. 计算器四、实验步骤1. 准备实验场地，确保场地开阔，无障碍物。
2. 使用卷尺测量超声波发射器和接收器之间的距离s，并记录下来。
3. 使用温度计测量实验环境的温度t，并记录下来。
4. 将超声波发射器和接收器放置在预定位置，确保两者之间的距离与步骤2中测量的距离一致。
5. 启动秒表，同时按下超声波发射器，开始计时。
6. 当超声波接收器接收到声波信号时，立即停止秒表，记录下时间t。
7. 重复步骤5和6，进行多次测量，取平均值作为最终测量结果。
8. 根据实验原理公式，计算声速v。
五、实验结果与分析1. 实验数据：距离s：5m温度t：20℃测量次数：5次时间t（平均值）：0.019s2. 计算声速v：v = s / t = 5m / 0.019s ≈ 263.16m/s3. 分析：根据实验结果，本实验测得空气中的声速约为263.16m/s。
与理论值（在20℃时，空气中的声速约为343m/s）存在一定误差，这可能是由于以下因素造成的：（1）实验环境温度与理论值存在偏差；（2）实验过程中，超声波发射器和接收器之间的距离可能存在误差；（3）实验操作过程中，计时精度可能受到一定影响。
六、实验结论通过本次实验，我们成功测量了空气中的声速，并掌握了测量声速的实验原理和操作步骤。
实验结果表明，声速与介质的温度、压力和湿度等因素有关。
在今后的学习和工作中，我们将进一步深入研究声速的相关知识，为我国声学领域的发展贡献自己的力量。
大学物理实验声速测量实验报告
⼤学物理实验声速测量实验报告声速测量⼀、实验项⽬名称：声速测量⼆、实验⽬的1.学会测量超声波在空⽓中的传播速度的⽅法2.理解驻波和振动合成理论3.学会逐差法进⾏数据处理4.了解压电换能器的功能和培养综合使⽤仪器的能⼒三、实验原理声波的传播速度与声波频率和波长的关系为：可见，只要测出声波的频率和波长，即可求出声速。
可由声源的振动频率得到，因此，实验的关键就是如何测定声波波长。
根据超声波的特点，实验中可以采⽤⼏种不同的⽅法测出超声波的波长：1. 驻波法（共振⼲涉法）如右图所⽰，实验时将信号发⽣器输出的正弦电压信号接到发射超声换能器上，超声发射换能器通过电声转换，将电压信号变为超声波，以超声波形式发射出去。
接收换能器通过声电转换，将声波信号变为电压信号后，送⼊⽰波器观察。
由声波传播理论可知，从发射换能器发出⼀定频率的平⾯声波，经过空⽓传播，到达接收换能器。
如果接收⾯和发射⾯严格平⾏，即⼊射波在接收⾯上垂直反射，⼊射波与反射波相互⼲涉形成驻波。
此时，两换能器之间的距离恰好等于其声波半波长的整数倍。
在声驻波中，波腹处声压（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）最⼩，⽽波节处声压最⼤。
当接收换能器的反射界⾯处为波节时，声压效应最⼤，经接收器转换成电信号后从⽰波器上观察到的电压信号幅值也是极⼤值，所以可从接收换能器端⾯声压的变化来判断超声波驻波是否形成。
移动卡尺游标，改变两只换能器端⾯的距离，在⼀系列特定的距v f fv λ=f λf离上，媒质中将出现稳定的驻波共振现象，此时，两换能器间的距离等于半波长的整数倍，只要我们监测接收换能器输出电压幅度的变化，记录下相邻两次出现最⼤电压数值时（即接收器位于波节处）卡尺的读数（两读数之差的绝对值等于半波长），则根据公式：就可算出超声波在空⽓中的传播速度，其中超声波的频率可由信号发⽣器直接读得。
2.相位⽐较法实验接线如下图所⽰。
波是振动状态的传播，也可以说是位相的传播。
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。
声速测定实验报告_清华
一、实验目的1. 理解声波在空气中传播速度与温度、湿度等状态参量的关系。
2. 掌握超声波的产生和接收原理，学习一种测量空气中声速的方法。
3. 深入理解相位的概念，并运用相位法进行声速测量。
二、实验原理1. 声波在空气中的传播速度声波在空气中的传播速度受温度、湿度等因素的影响。
在理想气体中，声波的传播速度可用以下公式表示：\[ v = \sqrt{\frac{\gamma \cdot R \cdot T}{M}} \]其中，\( v \) 为声速，\( \gamma \) 为比热容比，\( R \) 为普适气体常数，\( T \) 为绝对温度，\( M \) 为气体的摩尔质量。
在室温下，干燥空气中的声速约为 343 m/s。
然而，实际空气中总含有一定量的水蒸气，因此需要根据相对湿度和饱和蒸汽压对声速进行修正。
2. 超声波的产生和接收超声波的产生和接收一般通过压电效应和磁致伸缩效应来实现。
本实验采用压电陶瓷制成的换能器（探头），这种换能器可以在机械振动与交流电压之间双向换能。
3. 相位法测量声速相位法是一种常用的声速测量方法。
其基本原理是利用声波的相位差来计算声速。
具体步骤如下：1. 将超声波发射器产生的声波信号传递给接收器。
2. 接收器接收到的信号与发射器产生的信号进行相位比较。
3. 通过测量相位差，计算出声波的波长。
4. 根据波长和传播距离，计算出声速。
三、实验仪器1. 超声波发射器2. 超声波接收器3. 函数信号发生器4. 示波器5. 测量仪器（如尺子、计时器等）四、实验步骤1. 连接电路将函数信号发生器的输出端与超声波发射器的输入端相连，超声波接收器的输出端与示波器的通道1相连。
2. 测量声速1. 调整函数信号发生器的输出频率，使其接近超声波发射器的共振频率。
2. 观察示波器上接收器接收到的信号波形，当信号波形与发射器产生的信号波形同相时，记录此时的频率。
3. 改变接收器的位置，重复步骤2，记录不同位置下信号波形同相时的频率。
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声速测量实验报告
只有通过实验才能知道结果，那么，下面是给大家整理收集的声速测量实验报告，供大家阅读参考。
声速测量实验报告1
实验目的:测量声音在空气中的传播速度。
实验器材:温度计、卷尺、秒表。
实验地点:平遥县状元桥东。
实验人员:爱物学理小组
实验分工:张x——测量时间
张x——发声
贾x——测温
实验过程:
1 测量一段开阔地长;
2 测量人在两端准备;
3 计时员挥手致意,发声人准备发声;
4 发生人向上举手,同时发声,计时员计时(看到举手始,听到声音止)
5 多测几次,记录数据。
实验结果:
时间17∶30
温度21℃
发声时间0.26rime;
发声距离93m
实验结论:在21℃空气中,声音传播速度为357.69m/s.
实验反思:有一定误差,卡表不够准确。
声速测量实验报告2
一实验目的：
(1)加深对驻波及振动合成等理论知识的理解，
(2)掌握用驻波法、相位法测定超声波在媒介中的传播速度，
(3)了解压电换能器的工作原理，进一步熟悉示波器的使用方法提高运用示波器观测物理参数的综合运用能力。
二实验仪器：
双踪示波器一台，信号发生器一台,测试仪一台，同轴电缆若干。
三实验原理
声波是一种在弹性媒质中传播的纵波。
对超声波(频率超过2×10Hz的声波)传播速度的测量在国防工业、工业生产、军事科学与医疗卫生各领域都具有重大的现实意义。
实验室常用驻波法和相位法进行测量。
(一)驻波法测量声速基本原理
如图所示为两列同频率、同振幅、振动方向平行且相向传波的机械波在媒介中形成的驻波波形，其波腹间距与波节间距均为半个波长。
通过对波腹(节)间距X的测量便可实现对波长ambda;的间接测量，结合对驻波谐振频率f的测量便可间接求算声波的传播速度v。
v = ambda; × f ambda;=2X v = 2X × f
原理图示1(驻波法原理图) (二)相位法测量声速基本原理
(1) 简谐振动正交合成的基本原理，
(2) 利用李萨如图形的相位差特点间接测量声速的基本原理。
四实验内容与步骤
(一)驻波法测声速
实验连线图示1(驻波法)
(1) 了解测试仪的基本结构，调节两个换能器的间距5cm左右。
(2) 初始化示波器面板获得扫描线。
(3) 按图示1正确连线，将示波器的扫描灵敏度与通道1垂直灵敏度旋钮分别调至适当档位，缓慢顺时针方向转动换能器平移鼓轮至驻波波腹位置(示波器显示波形幅值最大)。
(4) 依次调节信号源的频率粗、细调旋钮，同时观察示波器显示波形幅值变化情况，幅值最大时所对应的频率即为谐振频率f，将f 数值记录于(表一)。
(5) 逆时针方向转动换能器平移鼓轮至两换能器端面距离约5厘米左右，确定所选第一个波腹的位置并初始化数显读数标尺。
(6) 缓慢顺时针方向转动换能器平移鼓轮至驻波波腹(节)位置(示波器显示波形幅值最大)并记录相应的数显标尺读数于(表一)。
(7) 重复步骤7连续记录14个波腹(节)的位置读数并记录于(表
一)。
(8) 实时记录环境温度与SV8输出电压幅值V。
(二)相位法测声速
(1) 保持驻波法连线不变，另用一根电缆线连接信号源的发射波形接口与示波器通道2输入端口。
(2) 调节示波器扫描旋钮至正交档，逆时针方向转动换能器平移鼓轮观察不同相位差时的李萨如图形(斜线、椭圆、圆)。
当两换能器端面距离约5厘米时停止转动。
(3) 缓慢顺时针方向转动换能器平移鼓轮，当示波器显示一正(反)斜线时停止转动换能器平移鼓轮并初始化数显读数标尺。
(4) 缓慢顺时针方向转动换能器平移鼓轮，当示波器显示一反(正)斜线时停止转动换能器平移鼓轮并将此时的数显标尺读数记录于(表
二)。
(5) 重复步骤4记录14个反(正)斜线波形的位置读数并记录于(表
二)。
(6) 实时记录环境温度与SV8输出电压幅值V。
(7) 结束实验归整仪器。
五原始数据记录表(此表要求学生课前完成并绘于预习报告中) 表一驻波法测量声波传播速度记录表
表二相位法测量声波传播速度记录表(正反斜线法)
七实验数据处理与实验结果
1 原始数据见原始数据记录纸，
2 数据处理采用的具体方法：列表法与逐差法
3 数据处理与实验结果
输入频率：f _36761Hz，f0.3Hz ,环境温度：t30.0°C，电压15
伏)
实验结果：
V实V
ms1
实测值与理论计算值之间的百分误差：
EV
实V理
V100%
理。