實驗超聲波傳播速度的測量

福建農(nóng)林大學(xué)物理實驗要求及原始數(shù)據(jù)表格PAGEPAGE3實驗超聲波傳播速度的測量專業(yè)___________________學(xué)號___________________姓名___________________一、預(yù)習(xí)要點聲波的傳播速度應(yīng)如何計算，實驗中應(yīng)測量哪些物理量才能得到聲速值？測量每個物理量需要利用的原理是什么？聲速的理論值應(yīng)如何計算？在課前寫好預(yù)習(xí)報告，上課時務(wù)必將預(yù)習(xí)報告和原始數(shù)據(jù)表格一并帶來，否則扣分。二、實驗內(nèi)容連接聲速測定儀，信號源和模擬示波器；測量系統(tǒng)的諧振頻率：重復(fù)測量3次，填入表1，計算其平均值，并利用平均值來測量波長；共振干涉法測量波長：連續(xù)記錄8次，填入表2；裝訂處相位比較法測量波長：連續(xù)記錄8次，填入表3；裝訂處時差法測量聲速：連續(xù)記錄6次，填入表4，并計算表格中其余物理量；記錄實驗時的室溫__________℃，計算室溫下聲速的理論值。三、實驗注意事項調(diào)節(jié)聲速測定儀上的手輪時，必須沿著同一個方向旋轉(zhuǎn)，避免產(chǎn)生空程差，并能保證數(shù)據(jù)是連續(xù)的；在求波長時采用的是數(shù)據(jù)之間的差值（即用逐差法計算波長），因此表2、表3的起點是任意的；由于換能器之間距離過近或過遠(yuǎn)均會產(chǎn)生較多干擾，因此建議在50~200mm之間完成實驗；測量讀數(shù)由標(biāo)尺的讀數(shù)與手輪的讀數(shù)共同構(gòu)成，讀數(shù)原理類似于螺旋測微器，要估讀到最小分度值的下一位。四、數(shù)據(jù)處理要求（對表1、2、3進行以下數(shù)據(jù)處理；表4不需要進行數(shù)據(jù)處理）求出駐波法與相位法中，超聲波的頻率、波長以及傳播速度的標(biāo)準(zhǔn)表達(dá)式；求出室溫下聲速的理論值，以及上述兩種方法的相對誤差?！緟⒖脊健壳蠼忸l率標(biāo)準(zhǔn)表達(dá)式的計算過程：；；；求解波長標(biāo)準(zhǔn)表達(dá)式的計算過程（需要用到逐差法）：共振干涉法：，相位比較法：之后的計算步驟與求頻率相同；求解速度值標(biāo)準(zhǔn)表達(dá)式的計算過程：；室溫下的理論值：，其中相對誤差的計算；注意：由于測量波長使用兩種方法測量，因此波長值、速度值與相對誤差，均應(yīng)分別計算兩次。五、原始數(shù)據(jù)記錄表格成績__________教師簽字_______________組號________同組人姓名____________________表1測量系統(tǒng)的諧振頻率_______________kHz123平均值表2共振干涉法測量波長_______________mm12345678裝訂處表3相位比較法測量波長_______________mm裝訂處12345678表4時差法測量聲速123456計算六、數(shù)據(jù)處理注意事項計算步驟應(yīng)詳細(xì)，每一步都要有原始公式，數(shù)據(jù)代入過程和結(jié)果；計算過程中，得出的結(jié)果應(yīng)多取幾位有效數(shù)字，在寫出標(biāo)準(zhǔn)表達(dá)式時，再對有效數(shù)字按規(guī)則進行修約；計算結(jié)果應(yīng)包含數(shù)值和單位。七、思考題實驗中，如果用駐波法測量，是每隔__________個波長記一次數(shù)，如果用相位法測量，是每隔__________個波長記一次數(shù)；若聲波的頻率值為36.000KHz時，聲速測定儀的標(biāo)尺第一次讀數(shù)為60.650mm，第二次讀數(shù)為70.050mm，則此時采用