声速的测量王心pb06210113实验目的：1.学会用共振干涉法和位相法测量超声波在空气中的传播速度。2.学会使用示波器和信号发生器。3.加强对驻波及振动合成等理论的理解。实验仪器：实验原理：1.实验装置声速测量仪主要由支架，游标卡尺和两只超声波压电换能器组成，如图3-14-1所示。两只超声波压电换能器的位置分别与游标卡尺的主尺和游标相对定位，所以两只超声压电换能器相对位置间距离的变化量可在游标卡尺上直接读出；两只超声换能器，一只为发射超声波换能器（电声转换），另一只为接收超声波换能器（声电转换），其结构完全相同。发射器的平面端面用来产生平面超声波，接收器的平面端面则为超声波的接收面。超声波压电换能器工作在超声范围，能保持实验室安静，而且发射的是单方向的平面超声波，方向性强，超声波的声1．发射换能器；2．游标卡尺主尺；3．接收换能器；4．换能器固定螺丝；5．游标锁定螺丝；6．游标细调螺丝；7．支架；8．信号输入插孔；9．减震片；10．信号输出插孔图3-14-1声速测量仪结构简图图3-14-2共振干涉法实验线路图强随距离的增加衰减较小。实验仪所用支架的结构采用了减震措施，能有效地隔离两超声换能器间通过支架而产生的机械振动耦合。从而避免了由于超声波在支架中传播而引起的测量误差。2．理想气体中的声速值声波在理想气体中的传播可认为是绝热过程，由热力学理论可以导出其速度为式中R——摩尔气体常数（R=8.314J/mol·K）；r——比热容之比（气体定压比热容与定容比热容之比）；μ——分子量；Tk——气体的开氏温度。考虑到开氏温度与摄氏温度的换算关系Tk=T0+t，有在标准大气压力下，t=00C时，u0=331.45m/s，因此式中，T0=273.14K。3.共振干涉法（驻波法）实验装置如图3-14-2所示。实验时将信号发生器输出的正弦电压信号接到发射超声换能器上，超声发射换能器通过电声转换，将电压信号变为超声波，以超声波形式发射出去。接收换能器通过声电转换，将声波信号变为电压信号后，送入示波器观察。由声波传播理论可知，从发射换能器发出一定频率的平面声波，经过空气传播，到达接收换能器。如果接收面和发射面严格平行，即入射波在接收面上垂直反射，入射波与反射波相互干涉形成驻波。此时，两换能器之间的距离恰好等于其声波半波长的整数倍，在声驻波中，波腹处声压最小，波节处声压最大。接收换能器的反射界面处为波节，声压效应最大。所以可从接收换能器端面声压的变化来判断超声波驻波是否形成。移动卡尺游标...
