大物实验2二级声速的测量

实验名称:声速的 实验原（一）为什么选择超声波进量在弹性介质中，频率从20Hz到20kHz的振动所激起的机械波称为声波，高于20kHz，称为超声波，超声波的频率范围在2×104Hz-5×108Hz之间。超声波的速度，就是声波的速度。超本实验用压电陶瓷超声换能器来测定超声波在空气中的速度，它是非电量电测方法的一由波动理论可知，波速与波长、频率有如下关系：vfλ，只要知道频率和波长就可以求出波由声源发出的平面波方的平面反射后，入射波与发射波叠加，它们波动方程分别是yAcos2ftx yAcod2ftx

y=2Acos2X/当Xn/2时y2Acos2X1称为波当X= 时cos2X/0，称为波因此只要测得相邻两波腹（或波节）Xn、Xn-1从换能器S1发出的超声波到达S2，所以在同一时刻S1与S2处的波有一相位差：=2x/其中是波长，xS1S2x2。利用李实验记YB16380.3KHz~3MHz函数信号发生 游标量程 精度实验温度前22.5℃ 谐振频率34.65KHz实验步实验 123456789游标读数游标读数实验 123456789游标读数数据处(一)计算温度下声波理论速C由实验记 实验温度前 C

T22.5

1273K1

331.45m/11

344.90m/ T (二)驻波法测量声速的游标读数处实验要求初始测量时,超生发生器与之间要有至少5cm距离.在本次测量时,初始没有做到这一点.所以截取数据5~16进行处理.56789游标读数游标读数波腹间的距离xxi1波123456789逐差法计算波腹间的距离,即半波长

114.4814.99215.516.0116.51817.03013.97613.47212.96012.45011.948ORIGION得到标准差0.00358cm在《大学物理实验第一次》中，At101110t

U

2.260.003n n

PB类不确定度为

C

P3游标的误差分布为均匀分布,,C3<学物理实验第一册>30cm的游标最大允差为0.05mm,30cmbUb

0.95

1.960.005

P33U2UaU2Uab1

P

P（三）相位法测量声速的游标读数处波腹间的距离xxi1波123456789逐差法计算波长平均

121.04820.04019.03018.02217.01016.00014.99413.98212.97011.952ORIGION得到标准差0.003cm在《大学物理实验第一次》中，At

U

2.310.003n n

PB类不确定度为

99 C

P3游标的误差分布为均匀分布,,C3<学物理实验第一册>30cm的游标最大允差为0.05mm,30cmbUb

0.95

1.960.005

P33U2UaU2Uab2

P

1.010

P（四）函数发生器的读数处函数发生器数据处理时没有A类不确定度。只考虑B类不确定

bB类不确定度为

C3假设函数发生器的无法分布为均匀分布，即C3所以

bk0.95b

1.96

3所以Uf3

3465059VT

V

20.508cm34.65KHz352.04m/

Vx1 V

1 V

xx 1 所以

0.007

PV352.042.46m/

PVV

PVT

V

1.010cm34.65KHz349.96m/

lnx2Vx2 V

2 V

xx 2 所以

0.004

PV349.961.40m/

PVV

P（六）与理论值的比11

344.90m/理论值T 11V352.042.46m/

P

352.04344.90VVVT

PV349.961.40m/

P

VVVT

P数据分从两个实验与理论值的误差比较来看12.1%，21.5实验思在实验时求初始测量时,超生发生器与之间要有至少5cm距离这可能是因为超