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1、大学物理实验,声速测定 南京邮电大学 物理实验教学中心,二、实验目的,1、学习测量空气中声速的两种方法：共振干涉法和相位比较法； 2、加深对驻波和振动合成理论的理解； 3、进一步熟悉示波器和信号发生器的使用； 4 、熟悉用逐差法处理数据。,三、实验原理,声速的测量方法是根据波动学理论: 声波的频率 由信号发生器直接读出，波长由共振干涉法或相位比较法分别测得。,-（1）,四、仪器介绍,信号发生器,声速测定仪,示波器,-（2）,接收端只有在振动的波节点处，才可形成稳定的驻波，此时接收端转化成的电信号最强。,t,五、实验内容,1、共振干涉法,图1 发射波和接受波在示波器上的合振动轨迹示意图,相邻的同
2、相点与反相点之间的相位差为,相邻的同相点与反相点之间的距离为,2相位比较法,六、实验步骤,1、准备工作,图2 共振干涉法连线示意图,1、 S1和S2的两个端面尽量调平行； 2、信号发生器初始设置频率为37kHz； 3、在3538kHz范围内，旋转微调旋钮，以0.01KHz的步进值，搜索谐振频率，并保持在稳定的谐振状态。,读取示波器荧光屏上信号振幅最大时的S2的位置，为减少读数误差，可在读数前反复模拟两次，观察各最大值的情况然后开始。,1、共振干涉法,2相位比较法 示波器的扫速选择开关旋至x-y，,A 信号发生器 B,压电陶瓷换能器 S2 S1,读取示波器荧光屏上李萨如图形变为一三象限（或二四象
3、限）的直线时的S2的位置。为减少读数误差，可在读数前反复模拟两次。,注意事项,1）作为超声波源，测试开始要仔细调节信号发生器的输出频率（约为37kHz）。使S1实现谐振，并保持在稳定的谐振状态，以使便于测试。如频率有飘移应调回。,2）声波接收端S2的移动，是通过声速测定仪的丝杠、螺母构成的传动机构实现的，在实验过程中要注意避免空程差，在读数过程中不要退读。,3）共振干涉法中要读取示波器荧光屏上正旋信号振幅最大时的S2的位置，为减少读数误差，可在读数前反复模拟两次，观察各最大值的情况然后开始。,4）示波器的调谐已经学过，如有遗忘请看实验教材。,5）按数字信号发生器的 “扫描”开关选择KHz的频率范围，按shift+8，系统复位。在实验中一定要按照老师的要求使用。,图 2,谐振频率F= KHz， 室温t= C, ps= , r = 。,数据表格,逐差法处理数据,对上述数据的处理，若采用两相邻极大值所对应的位置相减再取和得到，但这样则在计算时，出现,中间数据点未起作用。在本实验中用逐差法处理数据，即把10个数据分成两组，逐次求差算平均值。,因,则,六、数据记录与计算 f=37.XXXKHz, t=XX.X,表1 共振干涉法,绝对不确定度保留一位有效数字，只进不舍 结果表达式：,绝对不确定度保留一位有效数字，只进不舍 结果表达式：,表2 相位比较法,