【目的和要求】nbsp;nbsp;學(xué)習(xí)粗略測定聲音速度的方法,了解空氣中聲速的大小.【儀器和器材】nbsp;nbsp;梆子,秒表或手表,卷尺.【實(shí)驗(yàn)方法】nbsp;nbsp;在高墻前或山谷中唱歌或叫喊時(shí),往往可以聽到回聲,而且在早晨時(shí)回聲最清晰響亮,因此本實(shí)驗(yàn)最好在早晨進(jìn)行.首先選擇好合適的實(shí)驗(yàn)場所,例如一堵高墻,高墻的前面平坦空曠.實(shí)驗(yàn)者站在離高墻的距離為R處,按照均勻的時(shí)間間隔T敲打梆子.當(dāng)聽到反射回來的第一次梆子聲與打出來的第二次梆子聲完全重疊時(shí),則表示每次梆子發(fā)出的聲音傳到高墻并被高墻反射回來到達(dá)實(shí)驗(yàn)者處的時(shí)間剛好等于敲梆子的時(shí)間間隔T.因此聲音傳播的速度v為v=2R/Tnbsp;nbsp;1．站在離高墻100米或更遠(yuǎn)的距離,以一定的時(shí)間間隔敲打梆子.nbsp;nbsp;2．注意控制敲梆子的節(jié)拍,使從高墻處反射回來的梆子聲與敲出來的聲音相重疊.nbsp;nbsp;3．站在旁邊的學(xué)生由一人報(bào)出敲擊的次數(shù),其他學(xué)生同時(shí)用秒表或手表計(jì)時(shí).測出敲擊20次至50次的時(shí)間間隔t,并由所得的結(jié)果計(jì)算出敲梆子的時(shí)間間隔T(秒）.nbsp;nbsp;4．用卷尺測出敲擊地點(diǎn)到高墻的距離R（米）.nbsp;nbsp;5．將所得的數(shù)據(jù)代入公式v=2R/T求出聲速v米.同時(shí)要記下測量時(shí)空氣的溫度,因?yàn)榭諝庵新曇魝鞑サ乃俣扰c溫度有關(guān).【注意事項(xiàng)】nbsp;nbsp;1．實(shí)驗(yàn)者離墻的距離以能清晰地聽到回聲為宜.nbsp;nbsp;2．若每隔一次聽到敲擊聲與回聲重合,則聲速公式v=2R/T.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容nbsp;1、連接測量系統(tǒng).函數(shù)信號發(fā)生器的輸出與發(fā)射換能器和示波器的X（Y2）輸入并聯(lián)連接,接收換能器的輸出與示波器的Y1輸入連接.nbsp;2、練習(xí)使用函數(shù)信號發(fā)生器和示波器.nbsp;nbsp;nbsp;（1）用示波器觀察由信號發(fā)生器提供的不同的波形信號.nbsp;nbsp;nbsp;（2）用示波器觀察李薩如圖形.nbsp;3、調(diào)節(jié)諧振頻率.信號發(fā)生器輸出正弦信號,頻率調(diào)節(jié)到換能器的諧振頻率,記下諧振頻率f.這時(shí),換能器發(fā)射出的超聲波最強(qiáng).nbsp;4、利用駐波法測量聲速.nbsp;nbsp;nbsp;（1）信號發(fā)生器輸出頻率處于諧振頻率；示波器Y軸工作方式選擇開關(guān)置于Y1,“拉Y1nbsp;（X）”旋鈕推進(jìn).nbsp;nbsp;nbsp;（2）從兩換能器相距1cm左右開始,由近及遠(yuǎn)移動接收換能器,觀察示波器上的接收信號的變化情況,記下第1、2、3、……、20個(gè)出現(xiàn)正弦波極大值時(shí)接收換能器的位置即游標(biāo)卡尺的讀數(shù)L1、L2、L3、……、L20.nbsp;nbsp;nbsp;（3）采用逐差法求出波長λ,進(jìn)而求出聲速v；計(jì)算聲速的不確定度,表示測量結(jié)果.nbsp;5、利用相位比較法測量聲速.nbsp;nbsp;nbsp;（1）信號發(fā)生器輸出頻率處于諧振頻率；示波器Y軸工作方式選擇開關(guān)可以置于任意位置,“拉Y1（X）”旋鈕拉出.nbsp;nbsp;nbsp;（2）從兩換能器相距1cm左右開始,由近及遠(yuǎn)移動接收換能器,觀察示波器上李薩如圖形的變化情況,記下第1、2、3、……、20個(gè)出現(xiàn)直線時(shí)接收換能器的位置即游標(biāo)卡尺的讀數(shù)L1、L2、L3、……、L20.nbsp;nbsp;nbsp;（3）采用逐差法求出波長λ,進(jìn)而求出聲速v；計(jì)算聲速的不確定度,表示測量結(jié)果.nbsp;nbsp;儀器簡介nbsp;1、超聲聲速測定儀:主要由兩個(gè)超聲壓電換能器和游標(biāo)卡尺組成；超聲壓電換能器可以實(shí)現(xiàn)聲nbsp;nbsp;nbsp;壓和電壓之間的相互轉(zhuǎn)換,分別用于發(fā)射和接收超聲波；游標(biāo)卡尺用來測量聲波發(fā)射面和接nbsp;nbsp;nbsp;收面之間的距離.nbsp;2、函數(shù)信號發(fā)生器：提供適當(dāng)頻率的正弦電信號給壓電換能器來發(fā)射超聲波.nbsp;3、雙蹤示波器：nbsp;nbsp;（1）觀察和測量接收換能器將聲壓轉(zhuǎn)換成的電信號；nbsp;nbsp;（2）觀察發(fā)射電信號和接收電信號兩個(gè)相互垂直簡諧振動疊加產(chǎn)生的李薩如圖形,測量相位差.查看原帖>>