声速测定论文模板
大学物理实验声速测量实验报告-V1
大学物理实验声速测量实验报告-V1声速测量实验报告一、实验目的：1、了解声波的基本特性及传播规律；2、学习声速的测量方法；3、掌握利用迈克尔逊干涉仪测量声速的实验技能；4、加深对于波长和频率的认识。
二、实验原理：1、声波传播的基本特性：声波是由介质中分子的振动引起的，具有波动性。
其在空气中传播时，波形随传播距离而变形，不断衰减，传播速度最终趋于恒定，称为声速。
声波的频率与波长之间满足v=lambda*f，其中v为声速，lambda为波长，f为频率。
2、迈克尔逊干涉仪的工作原理：干涉仪将单色光分成两路，让其分别沿着两条光路行进，再让它们相遇在一点。
由于光的波动特性，两路光形成干涉，干涉后的光强度将产生变化，可以通过调节其中一路光程来观察到干涉条纹的移动。
三、实验装置：1、迈克尔逊干涉仪；2、微调台；3、锁相放大器；4、频率计；5、信号发生器。
四、实验步骤：1、准备好实验装置，使其放置平稳；2、将信号发生器连通到干涉仪的扬声器输入端，利用信号发生器产生40kHz左右的超声波信号且保持振幅足够大；3、使用频率计识别超声波信号，并记录其频率；4、将微调台移动到其中一个光束上，在保持两光程相等的情况下，调节微调台的高度，移动对应的干涉条纹位置；5、将微调台移动到另一个光束上，再次调节微调台高度，使干涉条纹位置回到原点，记录此时微调台的高度；6、重复以上实验步骤2-5，记录不同频率下微调台移动的高度。
五、实验数据处理：1、根据声速的计算公式v=lambda*f，以及波长及频率的关系式f=c/lambda，可以求出声速v=c/f；2、通过实验测量数据，可以求出不同频率下微调台的高度，进而计算得到相应的波长lambda；3、将获取到的波长lambda代入到公式v=c/f中，即可计算得到对应频率下的声速v值；4、将所有频率下的声速v值进行平均值计算，即得到最终测量结果。
六、实验注意事项：1、操作仪器要轻拿轻放，以免损坏；2、调节微调台高度时，要避免摇晃，以确保精度；3、读数精度要求高，写下的数据应按规定格式进行排列，并留有误差位数；4、实验室应保持安静。
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在大学物理的海洋里，有一次我们乘着好奇心的小帆船，驶向了声速测量的神秘海域。
阳光正好，微风不燥，我们这群勇敢的探险家，带着仪器和好奇，开始了这次声速的探险之旅。
我们要理解声速是什么。
简单来说，声速就是声音传播的速度。
就像你听到“咚”的一声后，立刻反应过来是什么东西砸到了你的耳朵，这“咚”的声音就是声速。
不过，这个速度并不是固定不变的，它会因为温度、湿度和介质的不同而有所变化。
我们的实验器材很简单，一台秒表、一根细线、一块磁铁和一堆棉花。
这些看似普通的物品，却能让我们一探究竟。
秒表是用来计时的，它告诉我们声音传播需要多长时间；细线和磁铁则是用来测量声音的。
实验开始啦！我们先将细线绑在磁铁上，然后用力拉扯，让细线发出声音。
我们将秒表放在一边，静静地等待。
时间一分一秒地过去，我们的心情也跟着紧张起来。
终于，当细线发出的“咚”声落下时，秒表上的指针也停了下来。
这时，我们就知道声音从一端传到另一端需要的时间，也就是声速。
通过这个实验，我们不仅学会了如何测量声速，还体会到了科学的魅力。
原来，声音的传播竟然有这么多学问，让人大开眼界。
我们还发现了一个有趣的现象：在空气中，声速会随着温度、湿度的变化而变化。
比如，夏天的时候，空气湿度大，声音传播得就慢一些；冬天的时候，空气干燥，声音传播得就快一些。
这次实验让我们对声速有了更深入的了解，也让我们更加热爱科学。
在未来的日子里，我们还会继续探索更多有趣的科学奥秘，让好奇心引领我们走向更广阔的知识海洋。
我想说，科学无处不在，只要我们用心去发现，就能发现生活中的科学之美。
让我们一起加油，用好奇心去探索这个世界吧！。
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同学们！今天咱们来聊聊那个老话题——声速。
想象一下，当你听到“咚”的一声巨响，你是怎么反应过来的？是不是下一秒就明白了那声音是从哪儿来的？这就是声速的魅力所在！记得有一次，我和室友在宿舍里玩“猜歌名”游戏，结果他唱的《演员》我居然没听出来，后来一查，原来是因为声音传播的速度太快了，我们还没来得及反应呢，歌就到耳朵里了。
这可真是“耳听八方，不如眼见为实”啊！说到声速，咱们就得说说它的神奇之处。
你知道声音是怎么传播的吗？它就像是一股无形的风，悄悄地从一个地方吹到另一个地方。
但是，这股风的速度可不慢哦，有时候能达到340米每秒呢！这个速度，比飞机还要快多了！不过，大家别小看了这股“隐形的风”。
你知道吗？声音的传播速度还跟温度、湿度和空气密度有关呢。
比如夏天天气热的时候，声音传播得就特别快；而到了冬天，气温低得像冰棍儿一样，声音传播起来就慢吞吞的。
当空气湿度大的时候，声音传播的速度也会变慢。
所以啊，我们可以通过这些特点来判断现在是什么季节。
当然了，除了日常的观察，我们还可以用一些科学的方法来测测声速。
比如说，咱们可以用尺子或者秒表来量量声音传播的时间，然后根据已知的距离来计算声速。
这样，咱们就能更准确地知道声音是怎么跑的了。
不过，虽然我们现在有了各种工具来测声速，但科学家们还是觉得不够精确。
他们还在努力研究更先进的技术，比如用激光去测量声波的速度。
这样，我们就能更加准确地了解声速啦！我想说的是，声速虽然只是一个小小的数字，但它却有着不平凡的意义。
它不仅让我们能够更好地理解这个世界，还能帮助我们解决很多实际问题。
就像我们在做实验时，通过测量声速来验证我们的猜想一样，这种探索精神真的很酷！今天的分享就到这里啦！希望大家通过这次实验，能对声速有更深的了解和认识。
下次实验课上，我们再一起探索更多有趣的科学知识吧！。
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各位小伙伴，今天咱们要聊一聊那个让人又爱又恨的“速度”问题——声速。
没错，就是那个我们平时聊天、跑步时都能听到的声音，它可是物理学里的大明星哦！记得有一次，我和我的小伙伴们在校园里玩捉迷藏，我躲在了一个大树后面，偷偷观察着他们跑过的身影。
突然，我发现了一个有趣的现象：当我的朋友们跑过我藏身的地方时，他们的声音好像变快了一样，一下子就到了我面前。
这让我想起了一个成语——“耳听八方”，意思是说耳朵里能听到四面八方的声音，就像我们现在通过声音来感知世界一样。
从那以后，我就对声音的速度产生了浓厚的兴趣。
我开始研究各种声音在不同介质中传播的速度，比如空气、水和固体。
我发现，声音在不同的介质中传播的速度是不一样的，而且这个速度还会受到介质的温度、湿度等因素的影响。
有一次，我在做实验的时候，用尺子量了一下声音在空气中传播的距离，结果发现声音的传播速度竟然比我们想象的要快得多！这让我感到十分惊讶，也更加坚定了我继续研究声音速度的决心。
通过不断地学习和实践，我现在已经能够准确测量出不同介质中声音的传播速度了。
我会用尺子和秒表来测量声音在空气中的传播距离，然后用公式计算出声音的传播速度；我会用耳机来感受声音的变化，然后通过比较耳机中播放的不同音频文件来确定声音的传播速度。
在这个过程中，我发现声音的速度并不是固定的，它会随着时间和环境的变化而变化。
比如，当气温升高时，声音的传播速度就会变快；当气压降低时，声音的传播速度就会变慢。
这些变化都与我们的日常生活息息相关，让我们的生活变得更加有趣和丰富。
通过这次声速测量实验，我不仅学会了如何测量和计算声音的传播速度，还了解到了声音在我们生活中的重要性。
它就像是我们生活中的指南针，指引着我们前进的方向。
我也意识到了科学的魅力所在，它不仅仅是一堆冰冷的数据和公式，更是充满了探索和发现的无限可能。
所以，下次当你听到某个声音时，不妨想想它是怎么传播过来的吧！说不定你就能发现一些有趣的秘密呢！。
大学物理仿真实验实验报告范文超声波测声速_大学物理实验超声声速测定
大学物理仿真实验实验报告范文超声波测声速_大学物理实验超声声速测定.大学物理仿真实验实验报告试验日期：实验者：班级：学号：超声波测声速一实验原理v=fλ，只要知道频率和波长由波动理论可知，波速与波长、频率有如下关系：就可以求出波速。
本实验通过低频信号发生器控制换能器，信号发生器的输出频率就是声波频率。
声波的波长用驻波法（共振干涉法）和行波法（相位比较法）测量。
下图是超声波测声速实验装置图。
驻波法测波长由声源发出的平面波经前方的平面反射后，入射波与发射波叠加，它们波动方程分别是：..叠加后合成波为：的各点振幅最大，称为波腹，对应的位置：(n=0,1,2,3……)的各点振幅最小，称为波节，对应的位置：(n=0,1,2,3……)二实验仪器）声速的测量实验仪器1包括超声声速测定仪、函数信号发生器和示波器）超声声速测定仪2主要部件是两个压电陶瓷换能器和一个游标卡尺。
3）函数信号发生器提供一定频率的信号，使之等于系统的谐振频率。
）示波器4某,y轴输入各接一个换能器，改变两个换能器之间的距离会影响示波器示波器的上的图形。
并由此可测得当前频率下声波的波长，结合频率，可以求得空气中的声速。
三实验内容．调整仪器使系统处于最佳工作状态。
1．用驻波法（共振干涉法）测波长和声速。
2．用相位比较法测波长和声速。
3..注意事项某端面的平行。
和S21．确保换能器S1．信号发生器输出信号频率与压电换能器谐振频率f保持一致。
2三数据记录与处理基础数据记录1．=33.5kHz谐振频率驻波法测量声速2．驻波法测量声速数据表1i+6icmλ=(1-11（cm）)/3（）1（cm）iiii+6i+61.0577112.2329.0601.067829.57412.7741.06510.1223913.3161.05610.652413.8201014.35211511.1781.0581214.84661.04811.70011.0585（λ的平均值：cm）i6i1λ的不确定度：62)(i1iS＝0.002（cm）i(i1)因为，λ=(1-1)/3，Δ=0.02mmiii+62＝u0.000544（cm）所以，仪3322Su0.021（mm）计算声速：354.f50（m/）f1%0.2(kHz)f3计算不确定度：223((m/)(f))fυ（±）m/，354=0.8%实验结果表示：3=3．相位比较法测量声速表2相位比较法测量声速数据（相位变换2π）i1（cm）ii+71（cm）i+7λ=(1-1)/7（cm）ii+7i谐振频率18.162815.9261.109f=32.0kHz 29.282917.050 1.110..3104001018.220 1.107411.5121119.2061.099512.6001220.2901.099613.7221321.4601.105714.8321422.5321.1001．固定距离，改变频率，以求声速。
声速测量实验报告 (3)
声速测量实验报告1. 实验目的本实验旨在通过测量声波在不同介质中传播的速度，探究声速与介质密度、弹性模量之间的关系，加深对声学基础理论的理解。
2. 实验原理声速的测量可以通过直接测量声波在介质中传播的时间与距离，计算出声速的值。
根据波速的定义，有：声速 = 距离 / 时间声速的大小与介质的密度和弹性模量有关，可由下式计算得出：声速 = sqrt(弹性模量 / 密度)在本实验中，我们将使用共鸣法测量声速。
在一个封闭空间内，通过调节发声物体的频率，当共振频率与悬挂在空间中的共鸣管的固定音高相同时，共振现象会发生。
根据共振现象发生时空气中的声音传播时间和共鸣管的长度，可以计算出声速。
3. 实验设备•共鸣管•发声物体•音叉•信号发生器•示波器•计时器4. 实验步骤1.将共鸣管固定在垂直支架上，并调整其长度为初始长度。
2.在空气中发出音叉声音，调节信号发生器的频率，使其逐渐接近共鸣频率。
3.当信号发生器的频率接近共鸣频率时，观察共鸣管内的共振现象，通过示波器观察到共振的波形。
4.记录示波器上共振波形的周期数和时间。
5.根据共鸣管的长度和示波器上共振波形的周期数，计算出声波在空气中传播的时间。
6.重复上述步骤，分别在水、固体等不同介质中进行实验，并记录所得数据。
5. 实验数据以下是在不同介质中进行实验所得的数据：介质共振管长度（m）共振频率（Hz）共振波形周期数声波传播时间（s）声速（m/s）空气0.50341.67.57.5e-31000水0.30935.28.28.2e-312250.201220.7 6.9 6.9e-31768固体6. 实验结果与讨论通过上述实验数据计算可得，声速在不同介质中的数值分别为：1000 m/s（空气）、1225 m/s（水）、1768 m/s（固体）。
实验结果显示，声速与介质的密度和弹性模量有关，密度越大、弹性模量越小，声速越小。
这与声学理论吻合。
值得注意的是，实验中利用共鸣法测量声速存在一定的误差。
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声速的测量实验，是个有趣又充满挑战的事情。
声波在空气中传播的速度，听起来简单，但其实涉及到很多物理原理。
我们的实验，就是要准确测量这个速度。
我们准备了简单的器材，像是一个音响、一个麦克风，还有一个计时器。
实验开始的时候，大家都兴奋得不得了，期待着结果。
1.1 实验原理首先，咱们得了解声速的基本原理。
声波是通过空气、液体和固体传播的。
当我们打出一个声响时，声音会在周围的空气中传播。
声速受多种因素影响，比如温度、湿度和气压。
我们主要是在室温下进行实验，简化了很多复杂的变量。
通常在20摄氏度的情况下，声音在空气中的速度大约是343米每秒。
1.2 实验步骤实验步骤其实挺简单的。
我们把音响放在一端，麦克风放在另一端，保持一定的距离。
然后，队友按下音响的开关，立即开始计时。
声音到达麦克风的瞬间，队友按下计时器。
这一切听起来很简单，实则需要默契配合。
每个人都得保持专注，生怕错过了那一瞬间。
二这时候，数据的处理就显得尤为重要了。
我们每次实验都重复了好几次，记录下来的数据也是五花八门。
可别小看这些数据，它们可是我们实验结果的基础。
2.1 数据记录我们进行了一系列的实验，记录下不同距离下的时间。
比如，距离10米、20米、30米，每个距离都测量了好几次。
每次测量，时间的波动都在几毫秒之间，但这也正是我们需要考虑的误差。
最后，我们将这些数据整合，计算出平均值。
2.2 计算声速接下来，计算声速就简单多了。
根据公式，声速等于距离除以时间。
我们把每组数据代入公式，得到了几个不同的声速值。
虽然每次的结果都有细微差别，但大致上都在同一个范围内，说明我们的实验还是挺靠谱的。
2.3 误差分析当然，误差是实验中不可避免的。
可能是因为计时器的反应时间，也可能是环境噪音的干扰。
我们还考虑到温度的影响。
比如，天气热的时候，声音传播得更快，这也是需要注意的。
通过这些分析，我们能更清楚地理解实验结果的合理性。
三实验结束后，大家都觉得收获满满。
大学物理实验报告声速的测量-V1
大学物理实验报告声速的测量-V1测量声速是物理实验中非常基础的实验之一，这篇文章将介绍大学物理实验报告声速的测量。
一、实验目的本实验旨在通过测量声波在不同介质中的传播速度，从而得出声速的实验值，并与理论值进行比较。
同时，通过实验过程，提高学生对声学基础概念的理解。
二、实验原理声波的传播速度与介质性质有关，一般来说，声速在固体中最快，在液体中其次，在气体中最慢。
声速的计算公式为v=s/ t，其中s为声波传播距离，t为声波传播时间。
在实验中，声速可通过测量声波的传播距离和传播时间来计算。
三、实验器材1.反射式测量声速仪器；2.音频发生器；3.示波器；4.计时器；5.水槽。
四、实验步骤1.实验前准备：将反射式测量声速仪器放置在水槽上，调节水深，保证水面与发光口之间的距离为一个波长；2.发生声波：打开音频发生器，发出一定频率的声波，声波经发光口射入水中；3.测量声波传播时间：从示波器上读取声波传播的时间t1；4.调整反射角度：调整反射角度，使声波经声传感器回射回来，并以反射光的方式经过接收光口，再次测量声波传播的时间t2；5.测量声波传播距离：通过反射角度、声波入射口到反射光口的水平距离和测量水深，计算出声波的传播距离s；6.计算声速：利用公式v=s/t计算声速。
五、实验结果及分析1.我们进行了多组实验，测得声速的平均值为340m/s；2.根据理论值，声速在室温下一般为343m/s，通过比较实验值和理论值，可以发现二者很接近，说明实验结果较为准确；3.通过实验，加深了我们对声学基础概念的认识，也提高了我们的实验技能。
六、实验总结通过本实验，我们掌握了测量声速的方法，并通过实验结果与理论值的比较验证了实验的准确性。
同时，着重强调理论与实验相结合的重要性，只有在实验过程中不断加强理论知识的修正与更新，才能在科学理论中不断发现新的实验规律，推动科学技术的进步。
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嘿，伙计们！今天我们要给大家带来一场声速测量实验的盛宴！在这个实验中，我们将一起探索声音在不同介质中的传播速度，感受一下科技的魅力。
别忘了，这个实验可不是闹着玩儿的，我们可是要严谨科学地进行哦！让我们来了解一下什么是声速。
声速是指声音在某种介质中传播的速度，它与介质的性质有关。
我们知道，声音是由物体振动产生的，当这些振动通过介质传播时，就会产生声波。
而声波的速度就是我们所说的声速。
那么，声速到底有多快呢？这就要靠我们的实验来测量了。
在开始实验之前，我们需要准备一些东西。
我们需要一个可以发出声音的装置，比如说喇叭。
然后，我们需要一些不同介质的样品，比如水、空气和玻璃等。
我们还需要一个用来测量距离的仪器，比如激光测距仪。
有了这些东西，我们就可以开始实验了！我们要让喇叭发出声音。
这个过程很简单，只要打开喇叭，调整好音量，然后让它发出声音就行了。
接下来，我们要让这些声音穿过不同介质。
为了方便起见，我们可以让喇叭和样品保持一定距离，然后观察声音在不同介质中传播的过程。
在实验过程中，我们要注意观察声音的变化。
当我们把声音从空气传到水或玻璃时，我们会发现声音的速度会发生变化。
这是因为不同介质的分子结构不同，导致声波在传播过程中会发生折射和反射。
通过观察这些变化，我们就可以计算出声速了。
我们在实验过程中也要注意一些细节。
比如说，我们要保持喇叭和样品的距离稳定，以免影响测量结果。
我们还要注意保护自己的眼睛，因为激光测距仪会产生较强的光线。
实验过程中要做到认真负责，不要粗心大意哦！好了，经过一番努力，我们终于完成了声速测量实验。
现在，我们可以拿出我们的实验报告来总结一下这次实验的结果了。
我们要列出实验所需的器材和材料清单。
然后，我们要详细描述实验的过程和方法。
接下来，我们要记录下我们在实验中发现的问题和解决方法。
我们要计算出声速的数值，并进行分析和讨论。
写完实验报告后，我们还要进行一次复核。
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在探索科学的海洋里，我们总会遇到一些既神秘又有趣的现象。
今天，就让我带你们走进一个既简单又神奇的科学实验——声速的测量实验。
这个实验不仅能让你感受到科学的魔力，还能让你学会如何用简单的工具和设备来探索这个世界。
记得有一次，我在公园里闲逛，看到一位老爷爷正在吹口哨。
我好奇地走过去问他：“老爷爷，您能不能教教我如何吹口哨啊？”老爷爷笑着点了点头，然后从口袋里掏出了一支口哨。
他告诉我，要想吹出美妙的音乐，就得掌握好口哨的吹奏技巧。
从那以后，我就对吹口哨产生了浓厚的兴趣。
我开始尝试各种方法来提高自己的吹奏技巧，比如练习呼吸、调整口型等。
经过一段时间的努力，我发现我的口哨吹奏水平确实有了明显的提升。
就在我沉浸在吹口哨的乐趣中时，我突然想到了一个科学问题。
为什么不同的人吹口哨时声音会有所不同呢？这个问题引起了我的好奇心，于是我决定进行一次声速的测量实验。
我准备了一根长木棍和一个橡皮筋。
我将木棍一端固定在地上，另一端绑上橡皮筋。
我拿起口哨开始吹奏起来。
随着我吹奏的逐渐加速，我注意到木棍和橡皮筋之间的相对位置也在发生变化。
为了确保实验的准确性，我还特意找了几位朋友来帮忙。
他们分别站在木棍的两端，用手按住自己的肩膀。
这样，当木棍和橡皮筋发生相对移动时，他们就能清楚地感受到这种变化。
通过反复实验，我发现木棍和橡皮筋之间的相对速度确实与口哨吹奏的速度有关。
当口哨吹奏得越快时，木棍和橡皮筋之间的相对速度也越大。
随着口哨吹奏速度的增加，木棍和橡皮筋之间的相对位移也逐渐增大。
经过多次实验后，我终于得出了结论：木棍和橡皮筋之间的相对速度与口哨吹奏的速度成正比关系。
也就是说，当口哨吹奏速度增加时，木棍和橡皮筋之间的相对位移也会相应地增大。
这个发现让我感到十分惊喜。
原来，我们平时吹口哨时所感受到的声音差异竟然与声速有着密切的联系。
这也让我更加热爱科学了，因为我发现了一个全新的世界等待我去探索。
通过这次声速的测量实验，我不仅学会了如何吹奏口哨，还了解到了声速的相关知识。
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综合设计性实验 声速的测量研究 忻州师范学院物理系综合设计性实验论文（设计） 声速的测量研究
摘要:本文研究了声速测量的不同方法，包括：共振干涉法、相位比较法和时差法。文
章首先对固体、液体和气体中声速测量做了大量实验，然后对数据进行了严格处理和误差分析，最后比较了各种方法的精确度，找出了他们定的优缺点， 得出了各种介质中最合适的声速测量方法，并且测出了空气、纯净水和树脂棒中的声速。
关键词: 声速测量 共振干涉法 相位比较法 时差法
引言 随着声速的迅速发展,检测声学的实际应用中也越来越广泛,在无损检测,探伤,流体测速,定位,测距等声学检测领域中声速的测量尤为重要.因此声速测量在物理实验中有着重要的地位,也有着广泛的应用.而空气中声速的测量作为经典的近代物理实验以其实际应用性和易于实现的特点,被许多高校作为基础物理实验.实验中一般利用压电陶瓷超声换能器组,示波器,低频信号发生器等,采用共振干涉法和相位比较法.但是在很多舰船上是用声纳来测量距离和方位,很多江湖水位自动记录仪也是用超声波来测量水位的变化,即利用测量脉冲发出和回波的时间差推算距离,测量原理两者相差较大,因此,在原来教学仪器的基础上进行了改正,增加了时差法测量声速,完善了教学与实际之间的衔接.本实验用多种方法进行声速的测定,并对这些方法,结果进行比较.总结了它们的优缺点,便于根据实际情况进行此类实验的选择,可为声速测量提供有益的借鉴.
一 实验仪器说明: 忻州师范学院物理系综合设计性实验论文（设计） (1) ZKY---SS型声速测定实验仪
图1 超声声速测定装置由传动机构，数显标尺等组成。如图3.3所示，S1为发射换能器，S2为接收换能器，S1和S2之间为游标尺，游标尺上有数显位移传感器，X为接收换能器的位移。
实验装置简图
(2) 双踪示波器（YB4320B） 忻州师范学院物理系综合设计性实验论文（设计） 图2 二 实验原理: 声速的测量方法可以分为两类： 第一类方法是直接根据关系式v=s/t，测出传播距离s和所需时间t后即可算出声速，称为“时差法”，这是工程应用中常见的方法。 第二类方法是利用波长频率关系式,测v=fλ，量出频率f和波长来计算出声速，测量波长时又可用“共振干涉法”或“相位比较法”,本实验用三种方法测量气体和液体中的声速。 （1）超声声速测定装置 该装置由换能器和游标卡尺及支架构成。换能器由压电陶瓷片和轻、重两种金属组成，压电陶瓷片是由具有多晶结构的压电材料做成的，在一定的温度下经极化处理后，它具有压电效应。在简单情况下，压电材料受到与极化方向一致的应力时再极化方向上产生一定的电场强度，它们之间有线型关系；反之，当极化方向一致的外加电压加在压电材料上时，材料的伸缩形变与电压也存在着线型关系，这样我们就可以将正弦交流电信号转变成压电材料纵向长度的伸缩，成为声波的波源，同样也可以将声压变化转变为电压的变化，用来接收声信号。 在压电陶瓷片的前后两端胶粘两块金属，组成夹心型板子。头部用轻金属做成喇叭形，尾部用重金属做成锥形或柱形，中部为压电陶瓷圆环，紧固螺钉穿过忻州师范学院物理系综合设计性实验论文（设计） 环中心。这种结构增大了辐射面积，增强了振子与介质的耦合作用，由于振子是以纵向长度的伸缩直接影响前部轻金属做同样的纵向长度伸缩（对尾部重金属作用小），这样所发射的波方向性强，平面性好。 换能器有一谐振频率f0，当外加声波信号的频率等于次频率时，陶瓷片将发生机械谐振，得到最强的电压信号，此时换能器具有最高的灵敏度；反过来，当输入的电压使换能器产生机械谐振时，作为波源将具有最强的发射功率。 （2）共振干涉法测声速
图4.1换能器 到达接收器的声波，一部分被接收并在接收器电极上有电压输出，一部分被向发射器方向反射。由声波传播理论可知，当两只换能器A、B平面端面间有声波传播而此换能器平面端间的距离又恰好等于其声波的二分之一波长的整数倍时（L=nλ/2），两平面端面间将形成声波驻波，在声波驻波中，波腹处声压最大，波节处声压最小。接收换能器B的反射界面处为波节，声压最小。所以可从接收换能器B端面声压的变化，亦即是B端输出电压的变化来判断声波驻波是否形成以及产生驻波的波腹和波节。拉动游标卡尺C，改变两只换能器端面间的距离，同时用仪器检测B的输出电压幅度变化。记录下相邻两次出现最大电压数值时游标卡尺的读书。两读数之差的绝对值应等于其声波波长的二分之一。已知声波频率并测出波长，即可计算声速。实际测量中为了提高测量精度，可连续多次测量并用逐差法处理数据。
图4.2声压随波长的变化 忻州师范学院物理系综合设计性实验论文（设计） （3）相位比较法测声速 当发生器与接收器之间距离为L时，在发射器驱动正线信号与接收器接收到的正弦信号之间将有相位差。若将发射器驱动正弦信号与接收器接收到的正弦信号为别接到示波器的X及Y输入端，则相互垂直的同频率正弦波干涉，其合成轨迹为李萨如图形，如下图所示。
图4.3李萨如图形与相位差 当接收器和发射器的距离变化等于一个波长时，则发射与接收信号之间的相位差也正好变化一个周期，相同的图像就会出现，反之，当准确观测相位差变化一个周期时接收器移动的距离即可得出对应声波的波长λ，再根据声波的频率，即可算出声波的传播速度。
（4）时差法 若以脉冲调制正弦信号输入到发射器，使其发出脉冲声波，经过时间t后，到达距离L处接收换能器接收器就收到脉冲信号后能量逐渐积累，振幅逐渐增大，脉冲信号过后，接收器作衰减震荡，t可由测量仪自动测量，测出L后，即可由：V=L/t 计算声速。 忻州师范学院物理系综合设计性实验论文（设计） 图4.4时差法测量原理 三 实验内容与实验步骤：
1声速测定仪系统地连接与工作频率的调节 （1）换能器与声速测定信号源之间的连接。信号源面板上的发射驱动端口，用于输出一定功率的信号，接至测试架左边的发射换能器；仪器面板上的接收换能器信号输入端口，连接到测试架右边的接收换能器。 （2）示波器与声速测定信号源之间的连接。信号源面板上的超声发射监测信号输出端口输出发射波形，请接至双重示波器的CH1(Y通道)，用于观察发射波形；仪器面板上的超声波接收检测信号输出端口输出接收波形，请接至双踪示波器的CH2(X通道)，用于观察接收波形。 （3）在接通开关后，显示欢迎界面后，自动进入按键说明界面。按确认键后进入工作模式选择界面，可选择驱动信号为连续正弦波或脉冲波。在工作模式选择界面中选择驱动信号为连续正弦波工作模式，在连续工作模式中使信号源工作预热15分钟。 （4）调解驱动信号频率到压电陶瓷换能器系统的最佳工作点。只有当发射换能器的发射面接收换能器的接收面保持平行时才有较好的系统工作效果。为了得到较清晰的接收波形，还须将外加的驱动信号频率调节到发射换能器的写真频率点时，才能较好地进行生能与电能的转换，以得到较好的实验结果。 （5）时基选择在5—20us/div，调节方法：调节声速测定仪信号源输出电压（10—15Vpp之间），调整信号频率在（30—45KHz）观察频率调整时接收波形的电压的幅度变化，选取在大幅值的频率，并稳定信号。 2 共振干涉法测空气中声速 按第一条的要求完成系统的连接与调谐，并保持在实验过程中不改变调谐频率。 忻州师范学院物理系综合设计性实验论文（设计） 将示波器设定在扫描状态，扫描速度10us/div，信号输入通道输入旋钮约为1v/div，并将发射输出监测信号输入端设为出发信号端。 信号源选择正弦波，发射接收增益均为二档。摇动摇柄，在发射端与接收端距离5cm附近处，找到共振位置，作为第一个测量点，游标卡尺归零。继续摇动摇柄，接收器远离发射器，每到共振位置记录数据，共计十组。 3 相位比较法测量空气中的声速 按第一条要求完成系统连接与调谐，并保持在实验过程中不改变调谐频率。 信号源选择正弦波，发射接收增益均为二档。将示波器设定在X—Y工作状态。将信号源的发射监测输出信号接到示波器的X输入端，并设为触发信号，接收监测输出信号接到示波器的Y输入端，信号输入通道输入调节旋钮为1v/div。 在发射器与接收器距离为5cm附近处，找到=0的点，作为第一个测量点。按数字游标卡尺的归零键，使该点位置为零。摇动摇柄，接收器远离发射器，每到=0的时均记录读数，共记录10组数据。 4 时差法测量空气中的声速 按第一条的要求完成系统连接与调谐，并保持在实验过程中不改变调谐频率。 信号源选择脉冲波，设定发射，接收增益为2.将发射器与接收器距离为5cm附近处，作为第一个测量点。按数字游标卡尺的归零键，是该点位置为零。摇动摇柄，接收器远离发射器，每隔20mm记录一次位置与时差读数，记录十组数据。 5 用相位比较法测量水中的声速 测量水中的声速时，将实验装置整体放入水槽中，水位高到换能器顶部1—2cm。 按第一条要求完成系统连接与调谐，并保持在实验过程中不改变调谐频率。 信号源选择正弦波，发射接收增益均为二档。将示波器设定在X—Y工作状态。将信号源的发射监测输出信号接到示波器的X输入端，并设为触发信号，接收监测输出信号接到示波器的Y输入端，信号输入通道输入调节旋钮为1v/div。 在发射器与接收器距离为5cm附近处，找到=0的点，作为第一个测量点。按数字游标卡尺的归零键，使该点位置为零。摇动摇柄，接收器远离发射器，