篇一 :液体中超声波声速的测定实验报告

          液体中超声波声速的测定

人耳能听到的声波,其频率在16Hz到20kHz范围内。超过20Hz的机械波称为超声波。光通过受超声波扰动的介质时会发生衍射现象,这种现象称为声光效应。利用声光效应测量超声波在液体中传播速度是声光学领域具有代表性的实验。

一、     实验目的

1. 了解超声波的产生方法及超声光栅的原理

2. 测定超声波在液体中的传播速度

二、     实验仪器

分光计,超声光栅盒,钠光灯,数字频率计,高频振荡器。

三、     实验原理

将某些材料(如石英、铌酸锂或锆钛酸铅陶瓷等)的晶体沿一定方向切割成晶片,在其表面上加以交流电压,在交变电场作用下,晶片会产生与外加电压频率相同的机械振动,这种特性称为晶体的反压电效应。把具有反压电效应的晶片置于液体介质中,当晶片上加的交变电压频率等于晶片的固有频率时,晶片的振动会向周围介质传播出去,就得到了最强的超声波。

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篇二 :用超声光栅测定液体中的声速实验报告

西

共 4  页

_______综合物理实验_______            实验日期  20##年3月30日

专业班号     材物01    

姓    名     薛翔      学号  10096018

                                                                              

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篇三 :声速测定实验报告

实验目的】

1.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。

2.学习用共振干涉法、相位比较法和时差法测定超声波的传播速度。

3.通过用时差法对多种介质的测量,了解声纳技术的原理及其重要的实用意义。

【实验原理】

在波动过程中波速、波长和频率之间存在着下列关系:,实验中可通过测定声波的波长和频率来求得声速。常用的方法有共振干涉法与相位比较法。

声波传播的距离与传播的时间存在下列关系: ,只要测出就可测出声波传播的速度,这就是时差法测量声速的原理。

1.共振干涉法(驻波法)测量声速的原理:

当二束幅度相同,方向相反的声波相交时,产生干涉现象,出现驻波。对于波束1:、波束2:,当它们相交会时,叠加后的波形成波束3:,这里为声波的角频率,为经过的时间,为经过的距离。由此可见,叠加后的声波幅度,随距离按变化。如图28.1所示。 压电陶瓷换能器作为声波发射器,它由信号源供给频率为数千周的交流电信号,由逆压电效应发出一平面超声波;而换能器则作为声波的接收器,正压电效应将接收到的声压转换成电信号,该信号输入示波器,我们在示波器上可看到一组由声压信号产生的正弦波形。声源发出的声波,经介质传播到,在接收声波信号的同时反射部分声波信号,如果接收面()与发射面()严格平行,入射波即在接收面上垂直反射,入射波与发射波相干涉形成驻波。我们在示波器上观察到的实际上是这两个相干波合成后在声波接收器处的振动情况。移动位置(即改变之间的距离),你从示波器显示上会发现当在某些位置时振幅有最小值或最大值。根据波的干涉理论可以知道:任何二相邻的振幅最大值的位置之间(或二相邻的振幅最小值的位置之间)的距离均为。为测量声波的波长,可以在一边观察示波器上声压振幅值的同时,缓

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篇四 :实验报告 声速的测定

实验报告 声速的测定-驻波法测声速

2013301020142   吴雨桥   13级弘毅班   物理科学与技术学院

本实验利用超声波采用驻波法来测定空气中的声速。

【实验目的】

(1)学会用驻波法测定空气中的声速。

(2)了解压电换能器的功能,熟悉低频信号发生器和示波器的使用。

(3)掌握用逐差法处理实验数据。

【实验器材】

声波驻波仪、低频信号发生器、数字频率计、毫伏表、示波器、屏蔽导线。

【仪器介绍】

声波驻波仪如图所示,在量程为50cm的游标尺的量爪上,相向安置两个固有频率相同的压电换能器。移动游标及借助其微动装置就可精密地调节两换能器之间的距离L。

压电换能器是实现声波(机械振动)和电信号相互转换的装置,它的主要部件是压电陶瓷换能片。当输给一个电信号时,换能器便按电信号的频率做机械振动,从而推动空气分子振动产生平面声波。当它受到机械振动后,又会将机械振动转换为电信号。

压电换能器S1作为平面声波发射器,电信号由低频信号发生器供给,电信号的频率读数由数字频率计读出;压电换能器S2作为声波信号的接收器被固定于游标尺的附尺上,转换的电信号由毫伏表指示。为了在两换能器的端面间形成驻波,两端面必须严格平行。

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篇五 :实验报告--声速的测量

物理实验报告

姓名:           专业:                 班级:                学号:               

实验日期:         实验教室:     5107        指导教师:                  

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篇六 :大学物理实验报告-声速的测量

实 验 报 告

声速的测量

【实验目的】

1.学会用共振干涉法、相位比较法以及时差法测量介质中的声速

2.学会用逐差法进行数据处理;

3.了解声速与介质参数的关系。

【实验原理】

由于超声波具有波长短,易于定向发射、易被反射等优点。在超声波段进行声速测量的优点还在于超声波的波长短,可以在短距离较精确的测出声速。

超声波的发射和接收一般通过电磁振动与机械振动的相互转换来实现,最常见的方法是利用压电效应和磁致伸缩效应来实现的。本实验采用的是压电陶瓷制成的换能器(探头),这种压电陶瓷可以在机械振动与交流电压之间双向换能。

声波的传播速度与其频率和波长的关系为:https://upload.fanwen118.com/wk-img/img100/2682347_1.jpg (1)

由(1)式可知,测得声波的频率和波长,就可以得到声速。同样,传播速度亦可用 https://upload.fanwen118.com/wk-img/img100/2682347_2.jpg (2) 表示,若测得声波传播所经过的距离L和传播时间t,也可获得声速。

1.共振干涉法

实验装置如图1所示,图中https://upload.fanwen118.com/wk-img/img100/2682347_3.jpghttps://upload.fanwen118.com/wk-img/img100/2682347_4.jpg为压电晶体换能器,https://upload.fanwen118.com/wk-img/img100/2682347_5.jpg作为声波源,它被低频信号发生器输出的交流电信号激励后,由于逆压电效应发生受迫振动,并向空气中定向发出以近似的平面声波;https://upload.fanwen118.com/wk-img/img100/2682347_6.jpg为超声波接收器,声波传至它的接收面上时,再被反射。当https://upload.fanwen118.com/wk-img/img100/2682347_7.jpghttps://upload.fanwen118.com/wk-img/img100/2682347_8.jpg的表面近似平行时,声波就在两个平面间来回反射,当两个平面间距L为半波长的整倍数,即

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篇七 :声速测定实验报告

              实验39  空气中声速的测定

              数据表格及处理(参考内容)

(一)驻波法

用逐差法处理数据

                表一  驻波法测声速

声波频率f=     kHz

几个计算公式:

(1)平均值标准偏差

(2)(游标卡尺的分度值=0.02mm)

(3)逐差法

(4)合成不确定度

(5)       (其中

(6)声速测量的平均值及不确定度

    

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篇八 :超声波测声速实验报告

超声波测量声速

实验报告

——大学物理仿真实验

学院:生命学院

班级:生基硕01

姓名:廖崇兵

学号:10123011

实验日期:20##年6月3日—9日

交报告日期:20##年6月10日

一、      实验目的

1.       了解超声波的产生、发射和接收的方法;

2.       用驻波法和相位比较法测声速。

二、      实验仪器

1.       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。

2.       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。

3.       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。

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