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实验二驻波法测声速课件第一页，共十页，2022年，8月28日空气中声波：压力波（密度大，压力大）压力位移第二页，共十页，2022年，8月28日

声波的产生和接收压电换能器：压电陶瓷片是由一种多晶结构的压电材料（如石英、锆钛酸铅陶瓷等），在一定温度下经极化处理制成的。它具有压电效应，即受到与极化方向一致的应力T时，在极化方向上产生一定的电场强度E且具有线性关系：可以将正弦交流电信号变成压电材料纵向的长度伸缩，使压电陶瓷片成为超声波的波源。即压电换能器可以把电能转换为声能作为超声波发生器，反过来也可以使声压变化转化为电压变化，即用压电陶瓷片作为声频信号接收器。因此，压电换能器可以把电能转换为声能作为声波发生器，也可把声能转换为电能作为声波接收器之用。当交流电信号的频率与系统的固有频率相近时，产生共振，电-声转换最好。因此声波的频率等于电信号的频率，f可由频率计测出。第三页，共十页，2022年，8月28日波长λ的测定

驻波：两列传播方向相反的相同频率，振幅，振动方向的波叠加形成。设沿X轴正向传播的入射波的波动方程为：设沿X轴负向传播的反射波的波动方程为:当：，即k=0，1，2，3……这些点的振幅最大,即为波腹

当,k=0，1，2，3……这些点的振幅始终为零，即为波节。故知，相邻波腹(或波节)的距离为。

第四页，共十页，2022年，8月28日第五页，共十页，2022年，8月28日反射面处为波节，声压最大，L=nλ/2，因此可根据声压的变化确定波节的位置和波长。S1S2波节波腹L=2λ

声波在空气中的传播速度取决于空气本身的性质γ-绝热系数，R-摩尔气体常数，μ-空气分子的摩尔质量，T-绝对温度在标准状态下，0oC时，声速为vo＝331.45m／s，显然在toC时，干燥空气中声速的理论值应为

第六页，共十页，2022年，8月28日实验仪器：低频信号发生器：产生交流电信号毫伏表：测量由声压引起的电信号数字频率计：测量电信号的频率屏蔽导线：连接各仪器声波驻波仪：声波和电信号相互转换。由压电换能系统A和B，游标尺，固定支架组成第七页，共十页，2022年，8月28日实验步骤：仪器接线柱连接。接通电源，预热15分钟，置好仪器的旋钮寻找适当频率（共振频率）测量波节的位置，共测16个数据。记录室温关断仪器电源，整理好仪器和用具。用逐差法处理实验数据注意事项：测量L时，必须轻而缓慢地调节，手勿压游标尺，以免主尺弯曲引起误差。注意信号源不要短路，以防烧坏仪器。放置各仪器的旋钮时不能用力过猛。第八页，共十页，2022年，8月28日思考题：在本实验装置中驻波是怎样形成的：为什么测L时不测量波腹间的距离而测波节间的距离？习题根据测量数据计算声速及其相对误差。本实验装置可用作温度计吗？如果L的测量精度为

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