超声声速实验报告

超声声速 实验报告 化学实验报告单总流体力学实验报告观察种子结构实验报告观察种子结构实验报告单观察种子的结构实验报告单 篇一:声速测量实验 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 声速测量实验报告 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. 实验仪器 信号发生器、双踪示波器、声速测定仪 实验原理 声速v、声波频率f和波长λ之间的关系为 v=fλ 只要测得声波的频率f和波长λ，就可求得声速v。在本实验中，声波频率f为信号发生器产生超声波的频率，直接由信号发生器显示，只要测出声波波长λ，即可确定声速，测量波长常用方法有驻波法和相位法。 驻波法测波长 实验装置如图，接收器s1和超声波发射器均s2为压电陶瓷换能器。由信号发生器输出的正弦交变电压信号接到发射器s2上，转换成超声波，接收器s1接收入射的超声波，将其转换为正弦电压信号，信号输入示波器进行显示观察。 驻波法测波长实验装置图 S2发出的超声波和S1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，S1、S2 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: L=?n λ 2 ,n=0,1,2,???(1) 即当 S1 和 S2 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 S1 ，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 S1 所移过的距离为: ?L=Ln+1-Ln= λ 2 (2) λ 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。 此距离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V=fλ，就可求出声速。 相位法测波长 λ 2 将信号发生器输给发射换能器S2的电信号输入到示波器的X通道，同时将接收换能器S1转换的电信号输入到示波器的Y通道。利用示波器让这两个信号(频率是相同的)作垂直叠加，在示波器荧光屏上会出现两个相互垂直的同频率的谐振动的合成图形——称为李萨如图形。 相位差不同的李萨茹图 当接受换能器 S1 移动时，超声波传播距离发生变化，发射信号与接受信号之间的相位差也随之发生变化，示波器中的李萨如图形随相位差的变化而变化。当接收器和发射器的距离变化等于一个波长时，则发射信号与接受信号之前的相位差也正好变化一个周期，相同的李萨如图形就会出现。通过准确观测相位差变化一个周期时接收器移动的距离，即可得到其对应声波的波长。 实验内容及步骤 1.正确连接装置并熟悉各仪器的使用方法。 2.将超声信号源的频率调到共振频率。 3.用驻波法测声速:连续改变接收器位置，观察声压变化和接收器位置的关系，由此测定超声波波长(YT 模式/ 转动鼓轮找到振 幅最大的 10 个节点)。 4.用相位法测声速:利用示波器合成李萨如图，改变接收器位置， 通过李萨如图形变换测定超声波长(XY 模式/ 转动鼓轮找到图形 为“/”或“\”的节点)。 5.实验完毕，关掉电源，整理好仪器。 数据处理 驻波法 f=37.103kHz ?仪=0.001mm Uλ= 22 Sλ)+(?仪)=0.0548mm 对于频率 只有?仪 V=λ?f=344.95m/s =0.001kHz UV=UVr?V=V( ?lnV2?λ )?Uλ+Uf?V=V()2Uλ2+( )2Uf2=2.71m/s λf 2211 V=V+UV=(344.95?2.71)m/s α= UV =0.78% V 相位比较法 f=37.118kHz 对于波长Sλ ?(λi-)2 = i=1 n n-1 =0.1066mm ?仪=0.001mm Uλ= 22 Sλ)+(?仪)=0.1066mm 对于频率 只有?仪 V=?f=346.46m/s =0.001kHz UV=UVr?V=V( ?lnV2?λ )?Uλ+Uf?V=V()2Uλ2+()2Uf2=3.95m/s λf 2211 V=V+UV=(346.46?3.95)m/s α= UV =1.14% V 思考题 1.为什么需要在驻波系统共振状态下进行声速的测量, 答:因为当驻波偏离共振状态时,驻波的形状不稳定且声压腹的振幅 篇二:大学物理实验 超声波声速的测量(含数据) 超声波声速的测量 实验目的 (1) 进一步熟悉示波器的基本结构和原理。 (2) 了解压电换能器的功能，加深对驻波及振动合成等理论知识的理解。 (3) 学习几种测定声波传播速度的原理和方法。 声波是一种弹性媒质中传播的纵波，波长、强度、传播速度等是声波的重要参数，超声波是频率大于20 kH 的机械 波，本实验利用声速与振动频率f 和波长λ之间的关系v = λ f 来测量超声波在空气中的传播速度。 SV5 型声速测量组合实验仪(含专用信号源)，可以做时差法测定超声波传播速度的实验;配以示波器可完成利用 共振干涉法， 双踪比较法和相应比较法测量声速的任务。本声速测量仪是利用压电体的逆压电效应而产生超声波，利用 正压电效应接收超声波，测量声速的四种实验方法如下:(由于声波频率可通过声源的振动频率得出，所以测量声波波 长是本实验主要任务。) 双踪相位比较法 直接比较发信号和接收信号，同时沿传播方向移动接受器位置，寻找两个波形相同的状态可测出波长 数据采集与处理 (f=37 kHz) 篇三:超声波测声速实验报告 实验名称:超声波测声速实验报告 一、实验目的 (1)、了解超声波的发射和接收方法。 (2)、加深对振动合成、波动干涉等理论知识的理解。 (3)、掌握用干涉法和相位法测声速。 二、实验原理 由波动理论可知，波速与波长、频率有如下关系:v = f λ，只要知道频率和波长就可以求出波速。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(共装置图。 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??) 因此只要测得相邻两波腹(或波节)的位置Xn、Xn-1即可得波长。 相位比较法测波长:从换能器S1发出的超声波到达接收器S2，所以在同一时刻S1与S2处的波有一相位差:φ=2?x/λ，其中λ是波长，x为S1和S2之间距离)。因为x改变一?a href=“; target=“_blank” class=“keylink”>霾ǔな保 辔徊罹透谋??。利用李萨如图形就可以测得超声波的波长。 三、实验仪器 超声声速测定仪:主要部件是两个压电陶瓷换能器和一个游标卡尺。 函数 excel方差函数excelsd函数已知函数     2 f x m x mx m      2 1 4 2拉格朗日函数pdf函数公式下载 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:示波器的x, 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上的李萨如图形。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。 四、实验内容 1(调整仪器使系统处于最佳工作状态。 2(用驻波法(共振干涉法)测波长和声速。 3(用相位比较法测波长和声速。 五、实验数据及处理: f=34kHz; Vp-p=5V; L=3.976cm; 六、实验结论: 波长λ=1.0612cm; 由此声速经测算为v=(354?3)m/s; U=0.8% 七、思考题: 1(固定距离，改变频率，以求声速。是否可行, 答:不行，由“v = f λ”，距离一定后使得波长无法计算。 2(各种气体中的声速是否相同,为什么, 答:不同，因为不同气体的密度不同,声波在不同介质中波长改变,根据公式可得结论。