谁能帮我弄一份大学物理实验中声速的测量?谢谢+30分。
实验原理
根据波动理论,波速与波长和频率有如下关系:v = f λ,只要知道频率和波长就可以求出波速。本实验中,换能器由低频信号发生器控制,信号发生器的输出频率为声波频率。用驻波法(振动干涉法)和行波法(相位比较法)测量声波的波长。下图是超声波声速测量实验装置。
驻波法测量波长
声源发出的平面波被前平面反射后,入射波和发射波叠加,它们的波动方程分别为:
叠加后的合成波为:
y =(2 acso2px/l)cos2p英尺
Cos2px/L = 1,各点振幅最大,称为波腹,对应位置:
X = nl/2 ( n =0,1,2,3……)
cos2pX/l = 0的各点振幅最小,称为节点,对应位置为:
X = (2n+1)l/4 ( n =0,1,2,3……)
因此,只要测量两个相邻波腹(或波节)的位置Xn和Xn-1,就可以得到波长。
n相位比较法测量波长
从换能器S1发射的超声波到达接收器S2,那么在S1和S2同时存在一个相位差:j = 2px/l其中L是波长,X是S1和S2之间的距离?8?8。因为当x改变一个波长时,相位差改变了2p。利用李萨如图形,可以测量超声波的波长。
实验焦点
n了解发射和接收超声波的方法。
n加深对振动合成、波的干涉等理论知识的理解。
掌握驻波法和相位法测量声速。
需要注意的事项
n确保传感器S1和S2的端面平行。
N信号发生器的输出信号频率与压电换能器的谐振频率f 0一致。