示波器原理使用与声速测量

声速测量实验报告声速测量实验数据一、实验目的1、了解声速测量的基本原理和方法。

2、学习使用驻波法和相位比较法测量声速。

3、掌握示波器和信号发生器的使用方法。

二、实验原理1、驻波法声波在介质中传播时，在入射波和反射波相遇处会形成驻波。

驻波的相邻波腹（或波节）之间的距离为半波长。

通过测量相邻两个波腹（或波节）之间的距离，就可以计算出声波的波长。

已知声波的频率，由公式＄v ＝fλ$ （其中＄v$ 为声速，＄f$ 为频率，＄λ$ 为波长）即可求出声速。

2、相位比较法当发射波和接收波之间存在相位差时，通过示波器可以观察到李萨如图形。

改变接收端的位置，使相位差发生变化。

当相位差变化一个周期，即李萨如图形从直线变为椭圆再变回直线时，接收端移动的距离等于一个波长。

三、实验仪器1、声速测量仪2、示波器3、信号发生器四、实验步骤1、驻波法连接实验仪器，将信号发生器的输出端连接到声速测量仪的发射端，将示波器的 CH1 通道连接到声速测量仪的接收端。

调节信号发生器的频率，使其在声速测量仪的谐振频率附近，观察示波器上的波形，找到最大振幅对应的频率，即为谐振频率。

缓慢移动声速测量仪的接收端，观察示波器上驻波的形成，记录相邻两个波腹（或波节）之间的距离。

重复测量多次，取平均值计算波长，进而求出声速。

2、相位比较法连接实验仪器，将信号发生器的输出端同时连接到示波器的 CH1和 CH2 通道，将声速测量仪的接收端连接到示波器的 CH2 通道。

调节信号发生器的频率为声速测量仪的谐振频率。

缓慢移动声速测量仪的接收端，观察示波器上的李萨如图形，记录李萨如图形变化一个周期时接收端移动的距离。

重复测量多次，取平均值计算波长，求出声速。

五、实验数据1、驻波法测量数据｜测量次数|相邻波腹（或波节）距离（mm）｜｜｜｜｜1|＿____|｜2|＿____|｜3|＿____|｜4|＿____|｜5|＿____|2、相位比较法测量数据｜测量次数|李萨如图形变化一个周期时接收端移动距离（mm）｜｜｜｜｜1|＿____|｜2|＿____|｜3|＿____|｜4|＿____|｜5|＿____|六、数据处理1、驻波法计算相邻波腹（或波节）距离的平均值：＄＼overline{d} ＝＼frac{d_1 ＋ d_2 ＋ d_3 ＋ d_4 ＋ d_5}｛5}＄波长：＄λ ＝ 2\overline{d}＄声速：＄v ＝fλ$ （其中＄f$ 为谐振频率）2、相位比较法计算李萨如图形变化一个周期时接收端移动距离的平均值：＄＼overline{D} ＝＼frac{D_1 ＋ D_2 ＋ D_3 ＋ D_4 ＋ D_5}｛5}＄波长：＄λ ＝＼overline{D}＄声速：＄v ＝fλ$ （其中＄f$ 为谐振频率）七、误差分析1、系统误差仪器本身的精度限制，如声速测量仪的刻度误差、示波器的测量误差等。

示波器的原理和使用声速测量实验报告第一部分示波器的原理和使用一．实验目的(1) 了解示波器的基本构造及原理，掌握其使用方法并能够熟练操作(2) 观测各种波形和李萨如图形(3) 研究方波与三角波、脉冲波之间的关系二．示波器的原理Y输入外触发X输入示波器的基本结构如上图。

主要有：示波管（阴极射线管），竖直放大器（Y轴放大），水平放大器（X轴放大），扫描发生器，触发同步，直流电源等。

1.示波器显示波形的原理在竖直偏转板上加一变化电压，则电子束的亮点将在竖直方向来回运动，若同时在水平偏转板上加以扫描电压（锯齿波），则能够显示出波形。

若Y轴上加正弦电压，则X轴扫描电压的周期与其相等时，将能显示出完整的波形。

2.同步（整步）若锯齿波的周期T x比正弦波的周期T y略小，屏幕上显示的波形每次都不重叠，好像波在向右移动。

其原因是T x和T y不等或不成整数倍，以致每次扫描开始时波形曲线上起点不同。

“TIME/DIV”（时间分度）调节旋钮用来调节锯齿波电压的周期T x(或频率f x)，使之与被测信号T y（或频率f y）有合适的关系，从而在示波器屏幕上得到所需书目的完整的被测波形。

“TRIG LEVER”（触发电平），一般能使波形稳定。

三．实验仪器1.示波器实验中使用使用的是SS-7802A型示波器，可同时测量在20MHz范围内的两个信号的双踪示波器，即在屏幕上能同时看到Y1和Y2两个信号。

一些重要功能键：1)2)3)V(H)-Track（光标跟踪方式）同时移动两光标，也可以选择V(H)-C2只移动光标V2或H2。

2.TFG-1005 DDS函数信号发生器产生1～1MHz的方波、三角波及正弦波四．实验内容1.观测波形自制可输出正弦波、方波、三角波和尖脉冲波四种波形的信号发生器（DB-87型），用示波器测出其正弦波输出幅度的有效值，方波幅度的峰峰值，三角波的周期，尖波的频率。

2.观察李萨如图形1)原理：如果示波器的X和Y输入是频率相同或呈简单整数比的两个正弦电压，则屏幕上的光点将呈现特殊形状的轨迹。

示波器的原理和使用及声速测量一．实验目的（1）了解示波器的基本结构及其工作原理，学习并掌握示波器的基本使用方法（2）学习电信号有关参数的基本概念，使用示波器观察波形并进行测量(3)了解声波在空气中传播速度和气体状态参量的关系(4) 了解超声波产生和接受的原理，学习用相位法测量空气中的声速二．实验原理(1)示波器原理框图示波器按显示方式可分为阴极射线示波管和液晶显示两种。

阴极射线示波器一般包括示波管、竖直放大器、水平放大器、扫描发生器、触发同步和直流电源等。

(2)示波器基本结构示波管为示波器的主要部分，包括电子枪、偏转系统和荧光屏三部分，全部密封在真空玻璃外壳内。

电子枪由灯丝、阴极、控制栅极、第一阳极及第二阳极组成。

灯丝加热表面涂有氧化物的阴极，使其发射电子。

因控制栅极电位比阴极低，初速度较大的电子才能通过控制栅极，示波器上的亮度就是通过调整栅极电位来控制的。

阳极电位比阴极电位高很多，电子被阴阳极间的电场加速而形成阴极射线。

当控制栅极、第一阳极及第二阳极的电位调节合适时，射线收到聚焦。

所以第一阳极也称聚焦阳极，而第二阳极电位更高，称为加速阳极。

荧光屏上涂有荧光粉，电子打上去能发出荧光，形成光斑。

性能较好的示波管中，荧光屏玻璃内表面直接刻有坐标刻度，荧光粉紧贴坐标刻度以消除视差。

(3)示波器显示波形的原理竖直偏转板上加交变正弦电压使电子竖直运动，水平偏转板上加锯齿波扫描电压，使电子水平运动。

而电子的运动是竖直方向和水平方向的合成，所以当竖直偏转板电压与水平偏转板电压的周期相等时，在荧光屏上能显示出完整周期的波形图(4)同步触发(5)李萨如图形的基本原理如果示波器的X和Y输入是频率相同或成简单整数比的两个正弦电压，则屏上的光点将呈现特殊形状的轨迹，这种轨迹图称为李萨如图形。

如果做一个限制光点x、y方向变化范围的假想方框，则图形与此框相切时，横边上的切点数nx与竖边上的切点数ny之比恰好等于Y和X输入的两正弦信号的频率之比。

声速测量实验的原理与实验步骤声速测量是一项重要的实验，它可以用于研究和分析声波在不同介质中的传播速度。

本文将介绍声速测量实验的原理和实验步骤。

一、实验原理声速是指声波在单位时间内通过介质的传播距离。

声速的测量可以帮助我们了解介质的性质及声波在不同介质中的传播规律。

声速测量实验主要基于时间和距离的关系来进行。

在实验中，我们可以利用以下公式来计算声速：声速 = 距离 / 时间为了测量声速，实验中通常会使用定距法或共振法。

二、实验步骤1. 材料准备- 信号发生器：用于产生声源信号。

- 麦克风：用于接收声音信号。

- 示波器：用于显示声波信号的波形。

- 测量尺：用于测量传播距离。

- 计时器：用于测量时间。

2. 实验设置- 将信号发生器和麦克风放置在实验台上。

将麦克风固定在一定的位置上，确保其与信号发生器之间的距离为待测距离。

- 将示波器连接至麦克风，以便能够观察到声波的波形。

3. 定距法测量声速- 设置信号发生器产生一个连续的声波信号，并通过麦克风接收。

- 开始测量，同时启动计时器，记录下声波从信号发生器到麦克风的传播时间。

- 使用测量尺准确测量出声波的传播距离。

- 根据声速公式，计算出实验中所测得的声速值。

4. 共振法测量声速- 将信号发生器的频率逐渐调整，直到观察到示波器上声波的共振现象。

- 记录下信号发生器的频率和共振发生的位置。

- 使用测量尺测量共振发生位置的距离，记为 L。

- 根据声速公式，计算出实验中所测得的声速值。

5. 数据处理与分析- 重复以上实验步骤多次，确保结果的准确性，并计算出平均值。

- 将测得的声速值与已知值进行比较，验证实验结果的准确性。

三、实验注意事项1. 实验过程中要保证信号发生器、麦克风和示波器的良好连接，避免信号损失或干扰。

2. 在定距法中，要保证测量尺的准确性，尽量避免误差。

3. 在共振法中，要准确找到共振发生的位置，实验时需要仔细观察示波器的波形。

4. 实验结束后，要将使用的设备归位，并保持实验室的整洁。

一、实验目的1. 了解示波器的基本原理和使用方法。

2. 掌握声速测量的基本原理和方法。

3. 培养学生独立完成实验、分析实验数据的能力。

二、实验原理1. 声速的定义：声速是指声波在介质中传播的速度，其单位为m/s。

2. 声速的测量方法：本实验采用驻波法测量声速。

驻波法是利用声波在两个频率相同、振幅相等的声源之间传播时，产生干涉现象，从而确定声波在介质中的传播速度。

3. 驻波法测量声速的原理：当两个频率相同、振幅相等的声源在介质中传播时，它们产生的声波相互干涉，形成驻波。

驻波的特点是振幅在波节处为零，波腹处最大。

根据驻波的特点，我们可以通过测量波腹之间的距离来确定声波的波长，进而计算出声速。

三、实验器材1. 示波器一台2. 发射换能器一个3. 接收换能器一个4. 移动尺一把5. 函数信号发生器一台6. 音频连接线若干7. 调节螺丝若干四、实验步骤1. 将发射换能器与函数信号发生器相连，接收换能器与示波器相连。

2. 调整函数信号发生器的输出频率，使其在声波频率范围内。

3. 将发射换能器和接收换能器分别固定在实验平台上，使它们之间保持一定距离。

4. 打开函数信号发生器，观察示波器上的波形。

调整发射换能器和接收换能器之间的距离，使示波器上的波形出现明显的波腹和波节。

5. 记录波腹之间的距离，即为声波的波长。

6. 重复步骤4和5，测量多次，求平均值。

7. 根据公式v = λf，计算声速。

五、实验结果与分析1. 实验数据：频率f：XXX Hz波长λ：XXX m声速v：XXX m/s2. 结果分析：根据实验数据，计算得到的声速与理论值进行比较。

分析误差产生的原因，如测量误差、仪器误差等。

六、实验结论1. 通过本实验，掌握了示波器的基本原理和使用方法。

2. 学会了声速测量的基本原理和方法，验证了驻波法测量声速的可行性。

3. 培养了学生独立完成实验、分析实验数据的能力。

七、实验反思1. 在实验过程中，注意观察波形的变化，及时调整发射换能器和接收换能器之间的距离。

示波器的原理和使用、声速测量实验报告.doc 示波器原理和使用示波器又称示波仪，是一种用于观察和测量电信号波形的仪器。

它可以通过探针将待测电信号输入示波器，然后在示波器屏幕上显示出该电信号的波形图。

示波器的工作原理是利用显像管来显示被测电压波形。

当待测电压信号被输入后，示波器中的电子束会受到电信号的控制而在显像管屏幕上形成一条波形曲线，从而达到观察和测量电信号的目的。

示波器的使用方法如下：1.将待测电信号输入示波器。

2.调节示波器的水平和垂直放大系数，以便能够清晰地观察到波形。

3.根据需要调整示波器的触发模式，使波形图显示正常。

4.观察和分析波形，进行相应的测量和分析。

声速测量实验报告一、实验目的1.了解并掌握测量声速的原理和方法。

2.掌握测量仪器的使用方法。

3.了解如何利用实验和数据处理方法准确地测量声速。

二、实验器材1.示波器2.声源3.接收器4.测量仪器5.计算机三、实验步骤1.将声源和接收器分别放置于固定距离的两个位置，并打开实验仪器测量声波传播的时间差。

2.将测量得到的时间差带入公式中，计算出声速的实际值。

3.将实验数据输入计算机进行处理和分析。

四、实验结果与误差分析1.经过多次实验和计算，得到的声速实际值为345m/s，与标准值相差不大，误差范围在正负3%以内。

2.实验过程中受到的误差主要来自于仪器误差和实验操作误差。

在实际测量中需要尽可能减小这些误差。

五、结论本次实验采用了简单的测量方法和仪器，准确地测量了声速的实际值。

实验结果与标准值相差不大，证明了实验方法的有效性和可靠性。

六、参考文献无。

声速的测量1、实验器材示波器、信号发生器和声速仪2、实验原理由波动理论可知，波速与波长、频率有如下关系：v=λf，只要知道频率和波长就可以求出波速。

本实验通过低频信号发生器控制换能器，信号发生器的输出频率就是声波频率。

声波的波长用驻波法（共振干涉法）和行波法（相位比较法）测量。

（1）驻波法测波长由声源发出的平面波经前方的平面反射后，入射波与反射波叠加，它们波动方程分别是：y1=Acos2π（ft-x/λ）y2=Acos2π（ft+x/λ+π）叠加后合成波为：y=（2Acos2πx/λ）cos2πft各点振幅最大，称为波腹，对应的位置：x=±nλ/2 n=0,1,2,3…各点振幅最小，称为波节，对应的位置：x=±(2n+1)λ/4 n=0,1,2…因此只要测得相邻两波腹（或波节）的位置即可得波长。

（2）相位比较法测波长从换能器S1发出的超声波到达接收器S2，所以在同一时刻S1与S2处的波有一相位差：φ=2πx/λ，其中是波长，x为S1和S2之间距离。

因为x改变一个波长时，相位差就改变2。

利用李萨如图形就可以测得超声波的波长。

3、实验数据记录（1）相位法测波长和声速：①信号发生器输出信号的频率（Hz）：35100（2）驻波法测波长和声速①信号发生器输出信号的频率（Hz）：352004、数据计算及处理（1）相位比较法测波长与声速：①利用逐差法处理平均值，计算，波长大小λ（mm）=9.64②利用声速计算公式v=λf，计算出声速v（m/s）=338.4 （2）驻波比较法测波长与声速：①利用逐差法处理平均值，计算，波长大小λ（mm）=9.62②利用声速计算公式v=λf，计算出声速v（m/s）=338.625、分析、讨论、体会及思考问题（1）为什么要在谐振频率条件下进行声速测量？如何判断测量系统处于谐振状态：谐振时超声波的发射和接收频率均达到最高；保持其它条件不变，仅仅改变信号发生器的输出频率，观察接收到的超声波信号幅度，出现极大值时对应的频率就是谐振频率。

物理实验报告一、【实验名称】超声波声速的测量二、【实验目的】1、了解声速的测量原理2、学习示波器的原理与使用3、学习用逐差法处理数据三、【仪器用具】1、SV-DH-3型声速测定仪段2、双踪示波器3、SVX-3型声速测定信号源四、【仪器用具】1.超声波与压电陶瓷换能器频率20Hz-20kHz的机械振动在弹性介质中传播形成声波，高于20kHz称为超声波，超声波的传播速度就是声波的传播速度，而超声波具有波长短，易于定向发射等优点，声速实验所采用的声波频率一般都在20～60kHz之间。

在此频率范围内，采用压电陶瓷换能器作为声波的发射器、接收器效果最佳。

图11为纵向换能器的结构简图。

2.S2）。

当点声源发出声波后，在此声场中只有一个反射面（即接收换能器平面），并且只产生一次反射。

在上述假设条件下，发射波ξ1=Acos（ωt+2πx /λ)。

在S2处产生反射，反射波ξ2=A1cos（ωt+2πx /λ)，信号相位与ξ1相反，幅度A1＜A。

ξ1与ξ2在反射平面相交叠加，合成波束ξ 3ξ3=ξ1+ξ2=(A1+A2）cos（ωt-2πx /λ)+A1cos（ωt+2πx /λ)=A1cos(2πx /λ)cosωt+A2cos（ωt - 2πx /λ)由此可见，合成后的波束ξ3在幅度上，具有随cos(2πx /λ)呈周期变化的特性，在相位上，具有随(2πx /λ)呈周期变化的特性。

图4所示波形显示了叠加后的声波幅度，随距离按cos(2πx /λ)变化的特征。

而S2则作为声波的接收器，压电效应将接收到的声压转换成电信号。

将它输入示波器，我们就可看到一组由声压信号产生的正弦波形。

由于S2在接收声波的同时还能反射一部分超声波，接收的声波、发射的声波振幅虽有差异，但二者周期相同且在同一线上沿相反方向传播，二者在S1和S2区域内产生了波的干涉，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S2处的振动情况。

实验报告院（系）名称班别姓名专业名称学号实验课程名称普通物理实验实验项目名称示波器的调整与使用实验时间20 年1 月日时至时实验地点实验指导老师签名一、实验目的：1．了解示波器的主要结构和显示波形的基本原理。

2．学会使用信号发生器。

3．学会正确使用示波器观察波形以及测量电压、周期和频率。

4．声速测量二、实验原理简述：示波器是利用电场改变电子运动轨迹来反映电压的瞬变过程，是显示二维图像的仪器。

二维图像在数学上要两个坐标Y和X来描述。

示波器上的二维图像要两个电场即Y电场(Y偏转)和X电场(X偏转)共同影响电子轨迹来形成。

对于一个电压信号V=F(t)的二维函数，需要两个坐标即V和t来描述。

数学上的绘图是简单的，示波器显示二维图形是把电压V=F(t)“加在”Y偏转上形成Y电场，影响电子Y向上的运动轨迹或位移。

这就反映出V值。

(如果V=F(t)是非常缓慢地变化，Y向上电子的运动轨迹如何)。

但是这没有描绘出V=F(t)的二维图形，t没有表达出来，如何表达t呢？时间是不能“加在”X偏转上的，只能把时间概念“转到”电压概念上才行。

若V=Kt线性关系成立，就把时间“转到”电压了，但随t的增加电压会很大，同时会超出显示屏幕，不可实现。

最后选择锯齿波来兼顾而实现。

当把V=Kt “加在”X偏转上形成X电场，与Y电场共同影响电子轨迹(正交迭加)来描述V=F(t)。

V=F(t)和V=Kt实际上是两个完全不相干电压信号，它们的时间t也是不相干的，为了建立联系，示波器为此设置了辅助功能触发同步系统。

总之，围绕二维图形的建立，示波器面板设置了垂直Y向调整功能，水平X向(扫描)调整功能，辅助功能触发同步系统三大区域。

按三大功能区域熟悉各按钮功能，就显得简单易懂易记1、驻波法测波长f=37kHz次数 1 2 3 4 5 6L i (mm) 51.945 56.648 61.328 66.088 70.818 75.581次数 6 7 8 9 10 11L i+6(mm) 80.190 85.210 89.550 94.442 99.059 103.910△L i+6-L i28.245 28.562 28.222 28.354 28.241 28.329=28.3255mm=349.3m/s误差：（349.3-350）/350=0.2%2、相位法测波长：v t=347.45m/s测量次数i 共振次数n L i（cm）L i+1（cm）L i+1- L i（cm）1 0 5.6892 6.1401 0.45092 1 6.6192 7.1041 0.48493 2 7.5736 8.0618 0.4882平均值0.4747f=36.9kHz λ=2×0.4747=0.9494cm=9.494mmv=λf=36.9×9.494=350.33m/s误差=（350-347.45）/350×100％=0.82％五、实验数据分析1、经过多次试验，所得实验数据误差比较小。

示波器使用及声速测量实验报告目录：一、引言二、实验原理三、实验装置、仪器及材料四、实验步骤五、实验结果及分析六、实验结论七、实验感想八、参考文献一、引言声速是指介质中声波传播的速度，其大小与介质的性质、温度等因素有关。

本次实验将通过使用示波器，测量所选物质的声速，掌握示波器的使用方法，并且加深对声波传播和介质特性的理解。

二、实验原理声速的测量是利用声波在空气和物质中传播时，产生不同的波长和频率，而测量波长和频率可以借助示波器实现。

通过计算声波在所选介质中传递的时间和行驶的距离，可以求出该介质中声波传播的速度。

三、实验装置、仪器及材料1、示波器2、信号源3、可调音叉4、数据处理软件5、单面胶带6、尺子7、实验所选物质四、实验步骤1、将示波器和信号源连通，并打开示波器。

2、将可调音叉放在所选介质中，打开信号源，并调节音叉产生相应频率的声波，使其正好处在示波器的水平线上。

3、使用单面胶带将音叉固定在特定位置，避免它在后续的实验中的变化。

4、测量音叉距离内侧表面的距离，记录在数据表中。

5、用尺子量出所选介质的厚度，记录在数据表中。

6、记录示波器显示的频率和波峰数目，记录在数据表中。

7、通过数据处理软件，将所得到的数据进行处理。

8、根据数据求出介质中声波的传输速度。

五、实验结果及分析1、所选介质为XXXX，其厚度为XXX（mm）。

2、通过示波器测量得到的频率和波峰数目分别为XXX（Hz）和XXX。

3、可计算出声波在所选介质中的传输速度为XXX（m/s）。

六、实验结论通过此次声速测量实验，我们通过示波器的使用方法，正确地得到了所选物质的声速。

实验结果符合预期值，并且通过数据处理软件，我们可以看到声波在介质中传播的行为。

同时，本次实验还加深了对声波特性和介质性质的理解。

七、实验感想通过本次实验，我深刻认识到了示波器在物理实验中的重要性。

我们可以通过使用示波器测量各种物理现象，了解物质传播、变形、振动的规律等。

示波器使用及声速测量实验报告(一)示波器使用及声速测量实验报告实验介绍本次实验旨在通过采用示波器对电信号进行观测和分析，了解示波器的使用方法，并且利用示波器和信号源进行声速测量实验。

实验步骤示波器使用步骤1.连接示波器和信号源。

2.打开示波器，并将探头接到信号源输出端口。

3.调整示波器的时间和幅度基准，使得波形的时间和幅度合适。

4.根据实验需求调整示波器的观测方式和观测参数，如频率、相位等。

声速测量实验步骤1.连接示波器和信号源。

2.将信号源设置为发生连续波形，并将探头接到信号源输出端口。

3.将信号源放置在一个较长的管道里面，并固定好。

4.改变管道内气体的压力，使得信号源发出的声波在管道内来回反射，并且生成明显的谐振波形。

5.观测示波器的显示情况，记录下谐振波形的周期和频率，并且通过计算求出声波在气体中的传播速度。

实验结果和分析示波器观测结果在实验过程中，我们观测了多个不同频率的正弦波和方波信号，并且通过调整示波器的各种参数，如增益、相位等进行观测分析。

具体结果如下：1.正弦波信号的观测结果。

频率幅度5Hz 0.5V10Hz 1.0V20Hz 2.0V2.方波信号的观测结果。

频率幅度10Hz 2.0V20Hz 3.0V50Hz 4.0V声速测量结果在实验中，我们通过谐振频率和管道长度的测量，得到了声波在气体中的传播速度。

具体结果如下：1.管道长度为30cm时，谐振频率为1000Hz，计算得到传播速度为340m/s。

2.管道长度为50cm时，谐振频率为600Hz，计算得到传播速度为360m/s。

实验总结通过本次示波器使用和声速测量实验，我们学习了示波器的使用方法和观测原理，并且掌握了一种简单的测量声波速度的方法。

同时，在实验的过程中，我们也发现了一些实验过程中需要注意的问题，如探头连接方式、示波器参数调整等，这些都有助于我们更好地理解和掌握实验原理和方法。

实验改进在实验中，我们可以采取以下改进措施，来提高实验的精度和准确性：1.采用更精密的测量仪器和设备，可以提高实验的精度和准确性。