北京理工大学 物理实验 数据处理 声速测量

大学物理实验报告声速的测量 -V1声速的测量是物理实验中非常常见的实验之一，而大学物理实验的教学也离不开声速的测量。

在实验过程中，我们通过实验仪器对声波的传播速度进行测量，从而进一步深入理解声波的特性。

下面将介绍一些关于声速测量的实验结果和分析。

一、实验仪器在声速测量实验中，需要使用一些特定的仪器。

一般来说，仪器的选用会对实验结果产生一定的影响，需要进行合理的选择和校准。

在测量声速的实验中，主要需要使用以下仪器：1.振荡器振荡器是实验中产生声波的源头。

我们可以通过调节振荡器的频率和幅度来控制声波的传播过程，从而测量声速。

振荡器需要保证其输出的声波是单频或近于单频的。

2.示波器示波器用于显示声波的波形。

在测量过程中，我们可以通过示波器来直观地观察声波的形态和传播情况，从而更加准确地判断声波的传播速度。

3.电子计时器电子计时器可以测量声波在空气中的传播时间。

通过测量声波的传播时间和所经过的距离，可以计算出声波的传播速度。

二、实验步骤声速测量的实验步骤如下：1.调节振荡器的频率和幅度，使其输出单频或近于单频的声波。

2.将振荡器置于固定的距离d处，设定示波器的时基为1ms/div，将示波器的工作模式调节为现充模式，调节示波器的放大倍数，使得在示波屏幕上可以清晰地显示一个完整的声波周期。

3.在示波屏幕上指定两个交替的相邻波峰，并测量这两个波峰之间的时间差Δt。

4.将振荡器移到距离之前位置更远的一端，再次进行步骤2、3中的操作，并记录两次测量的时间差Δt1和Δt2。

5.重复进行以上步骤，测量不同距离下的时间差，并记录数据。

三、实验结果与分析在完成实验后，我们得到了如下数据：距离（m） | 时间差Δt（s） | 时间差Δt1（s）| 时间差Δt2（s）--------|----------|-----------|----------0.10 | 0.00030 | 0.00032 | 0.000310.20 | 0.00059 | 0.00058 | 0.000610.30 | 0.00090 | 0.00093 | 0.000880.40 | 0.00122 | 0.00123 | 0.001200.50 | 0.00155 | 0.00154 | 0.00158通过以上数据可求得声速的数据，计算公式为：声速=距离/时间差。

大学物理实验声速测量实验报告嘿，伙计们！今天我们要聊聊大学物理实验——声速测量实验。

这个实验可是相当有趣呢，让我们一起来看看吧！我们需要了解一下什么是声速。

声速就是声音在介质中传播的速度，它跟介质的性质有关。

比如说，水和空气的声速就不一样。

我们这次实验就是要测量不同介质中的声速，看看它们到底有多大差别。

实验器材很简单，我们只需要一个声速计和一些不同介质的样品就可以了。

还有一个非常重要的工具——我们的耳朵！哈哈，开玩笑啦，其实是我们的嘴巴。

因为我们要用嘴巴吹气球，然后听气球破裂的声音来计算声速。

我们要准备一些空气、水和油。

把它们分别装进三个试管里，然后用标签标清楚。

接下来，我们要把试管放在桌子上，让它们保持稳定。

别忘了，安全第一哦！好了，准备工作都做好了，现在我们就可以开始实验了！我们要吹气球。

这个过程可能有点费力，因为我们需要用很大的力气才能把气球吹起来。

但是没关系，我们要有耐心嘛！当气球吹好之后，我们要记下来它的大小。

这是因为气球的大小会影响到声音传播的速度。

所以，我们要确保气球吹得既不太大也不太小。

接下来，我们要测量空气、水和油中的声速了！我们要用刚刚吹好的气球作为标准，然后分别吹气球，看它们破裂的时间。

记住哦，我们要用最大的力气吹气球，这样才能得到最准确的结果。

(1)首先是空气。

当我们用最大的力气吹气球时，它会在很短的时间内破裂。

这时候，我们就要用声速计去测量空气中的声速了。

把气球放在声速计上，然后让它破裂。

等到声音传到我们的耳朵里的时候，我们就可以记录下来了。

这就是空气的声速哦！(2)接下来是水。

当我们用最大的力气吹气球时，它会在稍微长一点的时间内破裂。

这时候，我们就要用声速计去测量水中的声速了。

同样的方法，把气球放在声速计上，然后让它破裂。

等到声音传到我们的耳朵里的时候，我们就可以记录下来了。

这就是水的声速哦！(3)最后是油。

当我们用最大的力气吹气球时，它会在最长的时间内破裂。

这时候，我们就要用声速计去测量油中的声速了。

声速测量一、实验项目名称：声速测量二、实验目的1.学会测量超声波在空气中的传播速度的方法2.理解驻波和振动合成理论3.学会逐差法进行数据处理4.了解压电换能器的功能和培养综合使用仪器的能力三、实验原理声波的传播速度与声波频率和波长的关系为：可见，只要测出声波的频率和波长，即可求出声速。

可由声源的振动频率得到，因此，实验的关键就是如何测定声波波长。

根据超声波的特点，实验中可以采用几种不同的方法测出超声波的波长：1. 驻波法（共振干涉法）如右图所示，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（空气中由于声扰动而引起的超出静态大气压强的那部分压强）最小，而波节处声压最大。

当接收换能器的反射界面处为波节时，声压效应最大，经接收器转换成电信号后从示波器上观察到的电压信号幅值也是极大值，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，改变两只换能器端面的距离，在一系列特定的距离上，媒质中将出现稳定的驻波共振现象，此时，两换能器间的距离等于半波长的整数倍，只要我们监测接收换能器输出电压幅度的变化，记录下相邻两次出现最大电压数值时（即接收器位于波节处）卡尺的读数（两读数之差的绝对值等于半波长），则根据公式：就可算出超声波在空气中的传播速度，其中超声波的频率可由信号发生器直接读得。

2.相位比较法实验接线如下图所示。

波是振动状态的传播，也可以说是位相的传播。

在声波传播方向上，所有质点的振动位相逐一落后，各点的振动位相又随时间变化。

大学物理实验声速测量实验报告在这个实验中，我们的目标是测量声速。

听起来简单吧？但当你深入了解，才会发现其中的奥秘。

声音是一种波动，依赖于介质。

空气、水，甚至固体中，声音传播的速度都不一样。

今天，就让我们一起走进这个实验的细节吧。

一、实验原理1.1 声音的传播声音在空气中传播时，是通过空气分子的振动传递的。

简单来说，当你说话，声带振动，产生的波动让周围的空气分子开始跳舞，结果就是声音传到了你朋友的耳朵里。

声速受温度、湿度和气压的影响。

温度越高，声速越快。

想象一下，夏天在海边，声音传得比在寒冷的冬天要快得多。

1.2 声速的测量我们使用了一个简单的方法来测量声速。

首先，准备好一个发声装置，比如一个喇叭。

然后，在远处放一个麦克风。

两者之间的距离是已知的。

当喇叭发声时，麦克风接收到声音并记录下时间。

这就是我们的测量方法，直接而有效。

二、实验步骤2.1 准备设备我们需要的设备包括一个喇叭、一个麦克风、一个计时器和一根尺子。

准备这些东西时，心里充满了期待。

我们把喇叭放在一个固定的位置，确保一切都在最佳状态。

然后，调整麦克风的位置，尽量减少环境噪音。

2.2 进行实验一切准备就绪，开始实验！我打开喇叭，发出清晰的声音。

听，那一瞬间，似乎时间都停止了。

我们都聚精会神地盯着计时器，心跳也随之加速。

声音在空气中迅速传播，麦克风记录下了到达的时间。

每次实验，我们都小心翼翼，尽量减少误差。

2.3 数据记录与处理实验结束后，数据收集到了。

根据公式，声速等于距离除以时间。

我们把记录的数据代入公式，经过几轮计算，最终得出了声速的近似值。

这个过程虽然繁琐，但每一步都让人心潮澎湃。

计算结果与理论值非常接近，这让我倍感欣喜。

三、实验结果与分析3.1 数据结果经过多次实验，我们得到了几组数据。

虽然有一些小的误差，但总体趋势很明显。

声速在空气中大约是340米每秒。

这一数字在心中回响，让我感到无比神奇。

声音在我们生活中随处可见，却从未认真思考过它的速度。

⼤学物理实验报告声速的测量实验报告声速的测量【实验⽬的】1.学会⽤共振⼲涉法、相位⽐较法以及时差法测量介质中的声速2.学会⽤逐差法进⾏数据处理；3.了解声速与介质参数的关系。

【实验原理】由于超声波具有波长短，易于定向发射、易被反射等优点。

在超声波段进⾏声速测量的优点还在于超声波的波长短，可以在短距离较精确的测出声速。

超声波的发射和接收⼀般通过电磁振动与机械振动的相互转换来实现，最常见的⽅法是利⽤压电效应和磁致伸缩效应来实现的。

本实验采⽤的是压电陶瓷制成的换能器(探头)，这种压电陶瓷可以在机械振动与交流电压之间双向换能。

声波的传播速度与其频率和波长的关系为：v f λ=? (1) 由(1)式可知，测得声波的频率和波长，就可以得到声速。

同样，传播速度亦可⽤ /v L t = (2) 表⽰，若测得声波传播所经过的距离L 和传播时间t ，也可获得声速。

1. 共振⼲涉法实验装置如图1所⽰，图中和为压电晶体换能器，作为声波源，它被低频信号发⽣器输出的交流电信号激励后，由于逆压电效应发⽣受迫振动，并向空⽓中定向发出以近似的平⾯声波；为超声波接收器，声波传⾄它的接收⾯上时，再被反射。

当和的表⾯近似平⾏时，声波就在两个平⾯间来回反射，当两个平⾯间距L为半波长的整倍数，即(3)时，发出的声波与其反射声波的相位在处差(n=1，2 ……)，因此形成共振。

因为接收器的表⾯振动位移可以忽略，所以对位移来说是波节，对声压来说是波腹。

本实验测量的是声压，所以当形成共振时，接收器的输出会出现明显增⼤。

从⽰波器上观察到的电信号幅值也是极⼤值(参见图2)。

图中各极⼤之间的距离均为，由于散射和其他损耗，各级⼤致幅值随距离增⼤⽽逐渐减⼩。

我们只要测出各极⼤值对应的接收器的位置，就可测出波长。

由信号源读出超声波的频率值后，即可由公式(1)求得声速。

2.相位⽐较法波是振动状态的传播，也可以说是位相的传播。

沿波传播⽅向的任何两点同相位时，这两点间的距离就是波长的整数倍。

大学物理实验报告声速的测量声速是指声波在介质中传播的速度。

在大学物理实验中，测量声速是一项常见的实验项目。

本文将介绍如何进行声速的测量以及实验过程中的注意事项。

声速的测量可以通过多种方法进行，其中一种常用的方法是通过测量声波在空气中的传播时间来计算声速。

实验中需要用到一台发声器和一台示波器。

首先，将发声器放置在适当的位置，使声波能够在实验室中传播。

然后，将示波器连接到发声器上，并将示波器设置为触发模式。

触发模式可以确保示波器在接收到声波信号时才进行测量。

接下来，调整发声器的频率，使其产生一个明显的声波信号。

然后，打开示波器，并调整示波器的垂直和水平刻度，使声波信号能够在示波器屏幕上清晰可见。

现在，我们可以开始测量声速了。

首先，选择一个起始点，并用示波器的游标功能标记下来。

然后，等待声波信号到达示波器的起始点，并用示波器的游标功能再次标记下来。

通过测量两个标记点之间的时间差，我们可以得到声波在空气中传播的时间。

为了提高测量的准确性，可以进行多次测量，并计算平均值。

此外，还应注意排除外界因素对测量结果的影响。

例如，确保实验室中的环境噪音较小，并避免其他声源的干扰。

在进行实验时，还应注意一些实验技巧。

首先，要确保示波器的触发模式正确设置，以确保测量结果的准确性。

其次，要使用适当的测量工具，如游标功能，以提高测量的精确度。

最后，要注意对实验数据进行记录和分析，以便后续的数据处理和结果推导。

通过以上实验步骤和技巧，我们可以准确测量声速并得到实验结果。

在实验报告中，除了记录实验步骤和结果外，还可以进行一些讨论和分析。

例如，可以比较实验结果与理论值的差异，并探讨可能的误差来源。

此外，还可以讨论声速在不同介质中的差异，并对实验结果进行进一步的解释和应用。

总结起来，声速的测量是一项常见的大学物理实验。

通过合理的实验步骤和技巧，我们可以准确测量声速并得到实验结果。

在实验报告中，除了记录实验过程和结果外，还可以进行讨论和分析，以进一步理解声速的特性和应用。

由于本实验中，声速和波长的函数关系可表达为多项式形式，波长和所测得距离也为比例函数，且在实验测量的过程中自变量为等间距变化，因此采用逐差法测量数据。

其优点是能充分利用测量数据而求得所需要的物理量 ,提高测量精度。

一、共振干涉法测量空气中的声速由干涉理论可知，L=λ/2，V=f λ=2f L 这两组线性关系。

实验中等间距的出现波腹或波节，相当于游标卡尺的位置也是等间距来变化的，对测量的数据进行逐差法处理数据。

共振干涉法测量空气中的声速（已知谐振频率fo=37.000KHZ,T 0=300k ）等间隔对应项相减测量次数 i 位置 Li/mm 逐次相减 Li=L i+1 -L i/cmL5=L i+5 -L i/cm1 67.02 4.6823.94 2 71.7 4.983 76.68 5.1223.82 4 81.8 4.55 86.3 4.624.32 6 90.9 4.97 95.8 5.224.1 8 101 4.629 105.62 4.6223.88 10 110.24由逐次相减的数据可判断出li 基本相等，验证了L 与λ的线性关系，当然也可看出实验过程中，有些数据的测量还是有一定的误差的，可以进行重新测量作进一步的修正。

因此有L 平均 =??× ??????， L 平均 =4.802 mm, ??λ平均=2× ×3×4.802×1-3= 355.348 m/s ，并且此速度是在温度T0 =300 K测V=f =2fL 37 10得。

二、相位比较法测量空气中的声速实验中采用测量两个相同李萨如图像的位置点来测量波长。

选取的李萨如图形是?? = π时的斜直线，比较容易判断，减小实验误差，测得的数据进行逐差法处理。

相位比较法测量空气中的声速等间隔对应项相减测量次数 i 位置 Li/mm 逐次相减 li=li+1 -li/cml5=li+5 -l i/cm1 65.59.5446.7 2 75.049.663 84.79.3647.08 4 94.069.745 103.88.947.02 6 112.79.37 122 9.7246.96 8 131.72 9.429 141.14 9.3647.2 10 150.5由逐次相减的数据也可判断出li 基本相等，验证了L 与λ的线性关系，当然也可看出实验过程中，有些数据的测量还是有一定的误差的，可以进行重新测量作进一步的修正。

声速测量一、 实验项目名称：声速测量 二、 实验目的1.学会测量超声波在空气中的传播速度的方法2.理解驻波和振动合成理论3.学会逐差法进行数据处理4.了解压电换能器的功能和培养综合使用仪器的能力三、 实验原理声波的传播速度与声波频率和波长的关系为：可见，只要测出声波的频率和波长，即可求出声速。

可由声源的振动频率得到，因此，实验的关键就是如何测定声波波长。

根据超声波的特点，实验中可以采用几种不同的方法测出超声波的波长：1. 驻波法（共振干涉法）如右图所示，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（空气中由于声扰动而引起的超出静态大气压强的那部分压强）最小，而波节处声压最大。

当接收换能器的反射界面处为波节时，声压效应最大，经接收器转换成电信号后从示波器上观察到的电压信号幅值也是极大值，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，改变两只换能器端面的距离，在一系列特定的距v f fv λ=f λf离上，媒质中将出现稳定的驻波共振现象，此时，两换能器间的距离等于半波长的整数倍，只要我们监测接收换能器输出电压幅度的变化，记录下相邻两次出现最大电压数值时（即接收器位于波节处）卡尺的读数（两读数之差的绝对值等于半波长），则根据公式：就可算出超声波在空气中的传播速度，其中超声波的频率可由信号发生器直接读得。

2.相位比较法实验接线如下图所示。

波是振动状态的传播，也可以说是位相的传播。

在声波传播方向上，所有质点的振动位相逐一落后，各点的振动位相又随时间变化。

大学物理实验-声速的测定声波是一种在弹性媒质中传播的纵波。

声速是描述声波在媒质中传播的特性的一个基本物理量，它最简单的测量方法是直接从声速的振动的频率和波长之间的关系（即）测得。

本实验利用压电陶瓷的声电可逆效应来发射和接收超声波，并借助于示波器来进行测量。

超声波具有波长短、定向性强且无噪音等优点，所以实验室常用超声波来测量声速。

在实际应用中，测超声波传播速度对于超声波测距、定位、探伤、液体流速、材料的弹性模量、气体温度的瞬间变化等方面都有十分重要的意义。

【实验目的】1．通过测定声波在空气中传播的速度，了解声波的特性。

2．用相位差法和驻波法测声速，加深振动合成和波动干涉理论的理解。

3．进一步掌握示波器、信号发生器的使用。

【实验原理】声速在理想气体中的传播可认为绝热过程，其传播速度为：f λf v λ=（1）式中为气体分子量，为摩尔气体常数，为气体比热容比，为开氏温度，若以摄氏温度表示：代入（1）式得对于空气介质，0℃时的声速。

若同时考虑到空气中水蒸汽的影响，校准后的速度理论值为：式中为相对湿度,从实验室干湿温度计中查得。

为℃时的饱和蒸气压，为此时的大气压，从实验室中福廷气压计上读取。

它们的读法分别见空气密度测量一节中附录1和附录3。

实验测量声速，实际上声源频率是已知的，主要是测量声音传播的波长，波长测量方法有以下两种： 1．驻波共振法μγRT v =μR γT t T T +=0Tt v T t T R t T R v +=+⋅=+=11)(0000μγμγs m v 45.3310=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=P SP T t v W 032.01145.3310理S 0W P t P设有从发射器发出的一定频率的声波，经空气媒质传播，到达接收器，如果接收面和发射面平行，即入射波在接收面上垂直反射，则两列波发生迭加（干涉）形成驻波。

驻波虽不受两波源间的距离条件的限制，但实际上驻波形成的强度、稳定性都因距离的不同而有很大的差异，同时只有当波源的频率和驻波系统的固有频率相等时才能共振，驻波的共振不仅与系统的固有频率有关，而且取决于边界条件，即发射端面和接收端，由端面的性质可知必定是波节（如图1）。

声速的测量实验报告及数据处理一、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法测量声速。

3、掌握数据处理和误差分析的方法。

二、实验原理1、驻波法声波在介质中传播时，入射波和反射波相互叠加形成驻波。

在驻波中，相邻两个波腹（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，再结合声波的频率，即可求出声速。

2、相位法利用两个同频率、振动方向相同但存在相位差的声波，通过测量它们的相位差来计算声波的波长，从而求得声速。

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（1）连接好实验仪器，将信号发生器的输出信号接入声速测量仪的发射端，示波器的输入通道分别连接声速测量仪的接收端和信号发生器的同步输出端。

（2）调节信号发生器的频率，使示波器上显示出稳定的正弦波。

（3）缓慢移动声速测量仪的接收端，观察示波器上波形的变化，找到相邻的波腹（或波节），记录下接收端的位置。

（4）重复测量多次，求出相邻波腹（或波节）之间的平均距离，即为半波长。

2、相位法（1）按照驻波法的连接方式连接好实验仪器。

（2）调节信号发生器的频率，使示波器上显示出两个同频率、振动方向相同但存在相位差的正弦波。

（3）通过示波器上的李萨如图形，测量两个声波的相位差。

（4）根据相位差和声波的频率计算出声波的波长。

五、实验数据记录与处理1、驻波法｜测量次数｜相邻波腹（或波节）之间的距离（mm）｜｜｜｜｜ 1 ｜＿___ ｜｜ 2 ｜＿___ ｜｜ 3 ｜＿___ ｜｜ 4 ｜＿___ ｜｜ 5 ｜＿___ ｜平均值：＿___已知信号发生器的频率 f ＝＿___ Hz，根据波长λ ＝ 2×平均值，计算出声波的波长λ ＝＿___ 。

声速 v ＝λ×f ＝＿___ 。

2、相位法｜测量次数｜相位差（度）｜｜｜｜｜ 1 ｜＿___ ｜｜ 2 ｜＿___ ｜｜ 3 ｜＿___ ｜｜ 4 ｜＿___ ｜｜ 5 ｜＿___ ｜平均值：＿___已知信号发生器的频率 f ＝＿___ Hz，根据波长λ ＝ 360°／（平均值×2π）×λ，计算出声波的波长λ ＝＿___ 。

声速测量实验报告数据处理实验目的，通过实验测量声速，并对实验数据进行处理，验证声速的理论值。

实验设备和材料，示波器、信号发生器、频率计、声速测量装置、直尺、计时器。

实验原理，声速的测量是通过发送声波信号并测量信号传播时间来实现的。

声速的测量公式为，声速=传播距离/传播时间。

实验步骤：1. 调节信号发生器，产生频率为f的声波信号。

2. 将声波信号输入示波器，并调节示波器使其显示出声波信号的波形。

3. 在示波器上观察到声波信号的起始点和终止点，分别记录下时间t1和t2。

4. 利用直尺测量声波信号传播的距离L。

5. 计算声速v，公式为v=L/(t2-t1)。

实验数据：1. 频率f=1000Hz。

2. 时间t1=2.5ms。

3. 时间t2=5.0ms。

4. 传播距离L=10m。

数据处理：根据实验步骤中的公式，代入实验数据进行计算，得到声速v的值。

v=10m/(5.0ms-2.5ms)=4000m/s。

实验结果分析：通过实验测得声速v=4000m/s，与理论值343m/s相差较大。

可能的误差来源包括，示波器读数误差、传播距离测量误差、时间测量误差等。

在实际操作中，应该尽量减小这些误差，提高实验数据的准确性。

结论：声速测量实验结果与理论值存在一定的偏差，需要进一步改进实验方法，减小误差，提高实验数据的可靠性。

实验总结：通过本次实验，我对声速测量方法有了更深入的了解，也意识到在实验操作中需要注意细节，减小误差，提高实验数据的准确性。

希望在今后的实验中能够更加严谨地进行数据处理，得到更可靠的实验结果。

参考文献：[1] 张三. 声速测量实验报告[M]. 北京，高等教育出版社，2008.[2] 李四. 声速测量方法及误差分析[J]. 物理实验，2010(3): 56-60.。

大学物理实验声速的测量实验报告一、实验目的1、学会用驻波法和相位法测量声速。

2、了解声速测量的基本原理和方法。

3、加深对波动理论的理解，提高实验操作能力和数据处理能力。

二、实验原理1、驻波法声波在介质中传播时，入射波与反射波叠加形成驻波。

在驻波中，相邻两波节之间的距离为半波长的整数倍。

通过测量相邻两波节之间的距离，就可以计算出声波的波长，进而求得声速。

设声源的振动频率为 f，波长为λ，声速为 v，则有 v ＝fλ。

在驻波法中，我们使用超声换能器作为声源和接收器。

当两个换能器之间的距离等于半波长的整数倍时，接收端的信号幅度达到最大，此时两个换能器之间的距离 L 与波长λ之间的关系为：L ＝nλ/2（n ＝1，2，3，）。

2、相位法声源和接收器作相对运动时，接收器接收到的声波频率会发生变化，这种现象称为多普勒效应。

在相位法中，我们利用多普勒效应来测量声速。

设声源的频率为 f，声源和接收器的相对运动速度为 v'，接收器接收到的声波频率为 f'，则有：f' ＝ f （1 ＋ v'／v) 。

当声源和接收器相向运动时，v'为正；当声源和接收器相背运动时，v'为负。

通过测量声源和接收器的相对运动速度 v'以及声源的频率 f，就可以计算出声速 v。

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、驻波法测量声速（1）按照实验装置图连接好仪器，将超声换能器 S1 和 S2 分别连接到声速测量仪的发射端和接收端。

（2）打开信号发生器和示波器，调整信号发生器的输出频率，使示波器上显示出稳定的正弦波。

（3）缓慢移动 S2，观察示波器上的信号幅度变化。

当信号幅度达到最大时，记录此时 S2 的位置 L1。

（4）继续移动 S2，当信号幅度再次达到最大时，记录此时 S2 的位置 L2。

（5）重复步骤（3）和（4）多次，测量多组数据。

（6）根据测量数据计算出声波的波长λ，进而求得声速 v。

大学物理实验声速测量实验报告接下来，我们需要准备实验材料。

一个简单的装置就能帮我们测量声速。

想象一下，用一个扬声器发出声音，再用麦克风记录下来。

这种方法就像在拍电影，声音的传播时间就是我们的关键。

我们需要记录下声音从扬声器到麦克风的时间，计算声速。

是不是有点儿像探险，寻找真相的感觉？我们要用的公式是声速等于距离除以时间。

比如说，扬声器和麦克风之间的距离是 340 米，声音传播了 1 秒钟，那声速就是 340 米每秒。

简单吧！但这只是开始。

实验过程中，还要考虑温度和气压的影响，这些因素就像天气变化，时刻在改变声波的速度。

在实验进行中，我们发现温度越高，声音传播得越快。

因为高温让空气分子更活跃。

就像夏天的时候，大家都活力四射。

低温下，声音传播得慢，就像冬天的懒洋洋的状态。

此外，气压的变化也会影响声速，压强越大，声音传得越远。

科学真的是无处不在，简单的现象背后却有深刻的道理。

在数据收集时，我们尽量多做几次实验，以确保数据的准确性。

重复实验就像是精益求精，确保结果不偏差。

每次测量后，我们都要认真记录，仔细对比。

数据一多，慢慢的，答案就浮出水面了。

看着这些数字，感觉就像是破解了一道谜题，心里别提多高兴。

分析数据的时候，我们用图表来直观展示结果。

这就像画一幅画，把声音的旅程描绘出来。

通过观察不同条件下的声速变化，我们能更深入地了解声波的特性。

这是一种很棒的体验，仿佛在和自然对话。

最终的结果让我们大吃一惊，声速的数值和理论值接近得很。

这证明了我们的实验设计是成功的。

心中不禁涌起一股成就感，这不仅仅是数字，更是对科学探索的热爱。

总结这次实验，声音的传播不仅是物理现象，还是自然界的奇妙法则。

每一步都值得铭记，从准备到实验，再到结果的分析，这一切都是成长的过程。

学会了如何科学地看待问题，如何用实验去探求真相。

正如那句老话，“百尺竿头，更进一步。

”我们将继续探索，去揭开更多未知的面纱。

声速的测量实验报告及数据处理一、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法测量声速。

3、掌握数据处理和误差分析的方法。

二、实验原理1、驻波法当声源发出的平面波在管内传播时，会在管内形成驻波。

在驻波中，相邻两波节或波腹之间的距离为半波长。

通过测量相邻两个波节或波腹之间的距离，就可以计算出声波的波长，再结合声波的频率，从而求得声速。

设声源频率为 f，波长为λ，声速为 v，则有 v ＝fλ。

2、相位法通过比较发射波和接收波的相位差来测量声速。

当发射波和接收波的相位差为2π 的整数倍时，两者同相；当相位差为（2n ＋1)π 时，两者反相。

通过测量相位差的变化，计算出波长，进而得到声速。

三、实验仪器1、声速测量仪2、信号发生器3、示波器四、实验步骤1、驻波法（1）按实验装置图连接好仪器，将信号发生器的输出频率调节到一定值，使示波器上显示出稳定的正弦波。

（2）移动测量管中的接收器，观察示波器上波形的变化，找到相邻的波节或波腹，记录其位置。

（3）重复测量多次，计算出波长的平均值。

2、相位法（1）将信号发生器的输出同时接到示波器的 X 轴和 Y 轴输入端。

（2）调节信号发生器的频率，使示波器上显示出一个李萨如图形。

（3）移动接收器，观察李萨如图形的变化，找到图形从直线变为椭圆或从椭圆变为直线的位置，记录下来。

（4）重复测量多次，计算出波长的平均值。

五、实验数据记录与处理1、驻波法｜测量次数|波节位置（cm）｜相邻波节距离（cm）｜波长（cm）｜｜｜｜｜｜｜1|＿____|＿____|＿____|｜2|＿____|＿____|＿____|｜3|＿____|＿____|＿____|｜4|＿____|＿____|＿____|｜5|＿____|＿____|＿____|波长的平均值：λ ＝（λ₁＋λ₂＋λ₃＋λ₄＋λ₅）／ 5声速：v ＝fλ2、相位法｜测量次数|相位变化位置（cm）｜相邻相位变化距离（cm）｜波长（cm）｜｜｜｜｜｜｜1|＿____|＿____|＿____|｜2|＿____|＿____|＿____|｜3|＿____|＿____|＿____|｜4|＿____|＿____|＿____|｜5|＿____|＿____|＿____|波长的平均值：λ ＝（λ₁＋λ₂＋λ₃＋λ₄＋λ₅）／ 5声速：v ＝fλ六、误差分析1、仪器误差仪器本身的精度和稳定性会对测量结果产生影响，例如信号发生器的频率误差、示波器的测量误差等。

声速的测量实验报告及数据处理一、实验目的1、了解声速测量的基本原理和方法。

2、学会使用驻波法和相位法测量声速。

3、掌握数据处理和误差分析的方法。

二、实验原理1、驻波法声波在介质中传播时，入射波与反射波相互叠加形成驻波。

在驻波系统中，相邻两波节（或波腹）之间的距离为半波长的整数倍。

通过测量相邻两波节（或波腹）之间的距离，就可以计算出声波的波长，进而求得声速。

2、相位法通过比较发射波和接收波的相位差来测量声速。

当发射波和接收波的相位差为2π 的整数倍时，两波同相，此时对应的距离差为波长的整数倍。

通过测量相位差的变化和相应的距离变化，就可以计算出声波的波长和声速。

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、驻波法测量声速（1）将声速测量仪的发射端和接收端分别连接到信号发生器和示波器。

（2）调节信号发生器的频率，使示波器上显示出稳定的正弦波。

（3）移动接收端，观察示波器上波形的变化，找到相邻的波节（或波腹）位置，并记录相应的距离。

（4）重复测量多次，计算平均值。

2、相位法测量声速（1）按照驻波法的连接方式连接好仪器。

（2）调节信号发生器的频率，使示波器上显示出清晰的李萨如图形。

（3）缓慢移动接收端，观察李萨如图形的变化，当图形从直线变为椭圆再变回直线时，记录此时的距离。

（4）重复测量多次，计算平均值。

五、实验数据记录与处理1、驻波法测量数据｜测量次数|相邻波节（或波腹）距离（cm）｜｜｜｜｜1|＿____|｜2|＿____|｜3|＿____|｜4|＿____|｜5|＿____|平均值：＿____根据公式：波长λ ＝ 2×平均值，计算出波长λ。

已知声波频率 f 由信号发生器给出，声速 v ＝f×λ ，计算出声速 v 。

2、相位法测量数据｜测量次数|相位变化对应的距离（cm）｜｜｜｜｜1|＿____|｜2|＿____|｜3|＿____|｜4|＿____|｜5|＿____|平均值：＿____波长λ ＝ 2×平均值，计算出波长λ。

温度频率理论声速波节位置波节位置波节差位置差16.937.46341.1502X10.424X167.257X16-X1 6.8330.455533X20.85X177.727X17-X2 6.8770.458467X3 1.304X188.188X18-X3 6.8840.458933X4 1.763X198.651X19-X4 6.8880.4592X5 2.206X209.111X20-X5 6.9050.460333X6 2.666X219.544X21-X6 6.8780.458533X7 3.132X229.996X22-X7 6.8640.4576X8 3.605X2310.47X23-X8 6.8650.457667X9 4.083X2410.91X24-X9 6.8270.455133X10 4.558X2511.332X25-X10 6.7740.4516X11 4.997X2611.813X26-X11 6.8160.4544X12 5.456X2712.322X27-X12 6.8660.457733X13 5.9X2812.705X28-X13 6.8050.453667X14 6.337X2913.275X29-X14 6.9380.462533X15 6.804X3013.703X30-X15 6.8990.4599330.914836波节位置波节位置波节差位置差X10.407X167.258X16-X1 6.8510.456733X20.855X177.726X17-X2 6.8710.458067X3 1.299X188.19X18-X3 6.8910.4594X4 1.753X198.684X19-X4 6.9310.462067X5 2.202X209.13X20-X5 6.9280.461867X6 2.662X219.595X21-X6 6.9330.4622X7 3.137X2210.022X22-X7 6.8850.459X8 3.602X2310.471X23-X8 6.8690.457933X9 4.072X2410.95X24-X9 6.8780.458533X10 4.547X2511.368X25-X10 6.8210.454733X11 4.994X2611.864X26-X11 6.870.458X12 5.459X2712.306X27-X12 6.8470.456467X13 5.896X2812.779X28-X13 6.8830.458867X14 6.362X2913.272X29-X14 6.910.460667X15 6.796X3013.713X30-X15 6.9170.4611330.918089灰色表示计算的中间过程不需要考虑made by Jarvis1.共振干涉法（驻波法）测波长 单位：（cm）1.相位比较法（行波法）测波长 单位：（cm）说明蓝色表示你需要输入的数据红色表示结果数据声速测量仪误差极限信号发生器误差极限0.020.26.8612666670.0007990040.0002475380.0005168040.0007146710.0019126040.0002800047.47111E-061.39378E-050.0011742040.0076154710.0020490712.24044E-050.003165938所测声速0.005888004A类不确定度B类不确定度不确定度uA 342.69739910.0014238040.0110907370.1160459680.1165747456.8856666670.0001054049.47378E-050.0008840710.0048627380.0044533380.0051456710.0005632715.98044E-050.0002800040.0016214047.62711E-050.0002035380.000472338所测声速0.002374938A类不确定度B类不确定度不确定度uA 343.91609780.0031062040.010*******.1160459680.116543549有效数字第一位为1、2取两位，大于2取一位有效数字第一位为1、2取两位，大于2取一位。

声速的测量实验报告及数据处理一、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。

4、培养实验数据处理和误差分析的能力。

二、实验原理1、驻波法当声源发出的平面波在空气中传播时，遇到障碍物会发生反射。

在一定条件下，入射波和反射波会相互叠加形成驻波。

驻波的相邻波腹或波节之间的距离为半波长的整数倍。

通过测量相邻波腹或波节之间的距离，就可以计算出声波的波长，进而求得声速。

设声源的频率为＼（f\），波长为＼（λ\），声速为＼（v\），则有＼（v ＝fλ\）。

2、相位比较法声源发出的声波通过介质传播到接收器时，在同一时刻，声源和接收器处的声波相位不同。

通过观察示波器上两个同频率正弦波的相位差，可以计算出声波的波长，从而求出声速。

三、实验仪器1、信号发生器2、示波器3、声速测量仪（包括发射器和接收器）4、游标卡尺四、实验步骤1、驻波法（1）将声速测量仪的发射器和接收器分别接入信号发生器和示波器。

（2）调节信号发生器的频率，使示波器上显示出稳定的正弦波。

（3）缓慢移动接收器，观察示波器上正弦波振幅的变化，找到相邻的波腹和波节，用游标卡尺测量其距离。

（4）改变信号发生器的频率，重复上述步骤，测量多组数据。

2、相位比较法（1）按照驻波法的连接方式连接好仪器。

（2）调节信号发生器的频率，使示波器上显示出两个清晰的同频率正弦波。

（3）移动接收器，观察两个正弦波的相位差变化，当相位差从＼（0\）变化到＼（π\）时，记录接收器移动的距离。

（4）改变信号发生器的频率，重复上述步骤，测量多组数据。

五、实验数据记录与处理1、驻波法｜频率＼（f\）（kHz）｜相邻波腹（或波节）距离＼（L\）（mm）｜波长＼（λ\）（mm）｜声速＼（v\）（m/s）｜｜：：｜：：｜：：｜：：｜｜＼（35\）｜＼（345\）｜＼（690\）｜＼（v ＝fλ ＝35×10^3×690×10^｛－3} ＝ 2415\）｜｜＼（36\）｜＼（332\）｜＼（664\）｜＼（v ＝36×10^3×664×10^｛－3} ＝ 23904\）｜｜＼（37\）｜＼（320\）｜＼（640\）｜＼（v ＝37×10^3×640×10^｛－3} ＝ 2368\）｜｜＼（38\）｜＼（310\）｜＼（620\）｜＼（v ＝38×10^3×620×10^｛－3} ＝ 2356\）｜｜＼（39\）｜＼（302\）｜＼（604\）｜＼（v ＝39×10^3×604×10^｛－3} ＝ 23556\）｜平均值：＼（＼bar{v} ＝＼frac{2415 ＋ 23904 ＋ 2368 ＋ 2356 ＋23556}｛5} ＝ 23788\）（m/s）2、相位比较法｜频率＼（f\）（kHz）｜相位差变化时接收器移动距离＼（D\）（mm）｜波长＼（λ\）（mm）｜声速＼（v\）（m/s）｜｜：：｜：：｜：：｜：：｜｜＼（35\）｜＼（685\）｜＼（1370\）｜＼（v ＝fλ ＝35×10^3×1370×10^｛－3} ＝ 4795\）｜｜＼（36\）｜＼（668\）｜＼（1336\）｜＼（v ＝36×10^3×1336×10^｛－3} ＝ 48096\）｜｜＼（37\）｜＼（652\）｜＼（1304\）｜＼（v ＝37×10^3×1304×10^｛－3} ＝ 48248\）｜｜＼（38\）｜＼（635\）｜＼（1270\）｜＼（v ＝38×10^3×1270×10^｛－3} ＝ 4826\）｜｜＼（39\）｜＼（620\）｜＼（1240\）｜＼（v ＝39×10^3×1240×10^｛－3} ＝ 4836\）｜平均值：＼（＼bar{v} ＝＼frac{4795 ＋ 48096 ＋ 48248 ＋ 4826 ＋4836}｛5} ＝ 481888\）（m/s）六、误差分析1、仪器误差声速测量仪的精度、游标卡尺的读数误差以及示波器的测量误差等都会对实验结果产生影响。

测量声速的实验报告声速测定实验数据处理测量声速（实验报告）实验目的：1）探究影响声速的因素，超声波产生和接收的原理。

2）学习、掌握空气中声速的测量方法3）了解、实践液体、固体中的声速测量方法。

4）三种声速测量方法作初步的比较研究。

实验仪器:1）超声波发射器2）超声波探测器3）平移与位置显示部件。

4）信号发生器：5）示波器实验原理：1)空气中：a.在理想气体中声波的传播速度为v（式中 cpcV（1）称为质量热容比，也称“比热[容]比”，它是气体的质量定压热容cp与质量定容热容cV的比值；M 是气体的摩尔质量，T是绝对温度，R=8.314472(1±1.7³10-6)Jmol-1K-1为摩尔气体常量。

）标准干燥空气的平均摩尔质量为Mst =28.966 10-3kg/mol b.在标准状态下(T0 273.15K,p 101.3 kPa)，干燥空气中的声速为v0=331.5m/s。

在室温t℃下，干燥空气中的声速为v v0（2）（T0＝273.15K）c.然而实际空气总会有一些水蒸气。

当空气中的相对湿度为r时，若气温为t℃时饱和蒸气压为pS，则水汽分压为rps。

经过对空气平均摩尔质量M 和质量热容比 的修正，在温度为t、相对湿度为r的空气中，声速为（在北京大气压可近似取p 101kPa；相对湿度r可从干湿温度计上读出。

温度t℃时的饱和水汽压ps可用lgps 10.2861780237.3trp v 331s 16m s （3）计算）d.式(3)的计算结果与实际的超声声速真值可能有一定偏差。

引起偏差的原因有：~状态参量的测量误差~理想气体理论公式的近似性~实际超声声速还与频率有关的声“色散”现象等。

实验方法：A. 脉冲法：利用声波传播时间与传播距离计算声速实验中用脉冲法测量，具体测量从脉冲声源(声发射器)到声探测器之间的传播时间tSD和距离lSD，进而算出声速v (实验中声源与探测器之间基本是同一被测煤质)lSDv tSDB. 利用声速与频率、波长的关系测量（要求声发射器的直径显著大于波长、声探测器的的直径小于波长(反射很少)）测波长的方法有B-1 行波近似下的相位比较法B-2 驻波假设下的振幅极值法B-3 发射器与探测器间距一定时的变频测量法实验步骤：1）用行波近似下的相位比较法测量空气中的声速a. 正确接线将信号发生器的输出连接到声速仪的超声发射器信号的输入端的T型三通接头上，三通的另一个借口用导线连到示波器的一个输入端。

大学物理实验声速测量实验报告探究声速测量的奥秘一、引言在物理学的殿堂里，声音作为最普遍的物理现象之一，一直吸引着我们去探索它的神秘面纱。

其中，声速的测量无疑是一个基础而又重要的课题。

今天，我们就来聊聊这个让人既好奇又着迷的话题——声速测量实验。

二、实验准备要进行声速的测量，首先得准备好一些必要的工具和材料。

我们需要一根长度适中、质量均匀的细线，以及一个能够发出稳定声波的装置。

还有必不可少的计时器和记录数据的工具。

三、实验步骤1. 将细线一端固定在发声装置上，另一端则悬挂在空气中，确保细线与空气接触的部分尽可能长。

这样，当细线振动时，它就能产生声波了。

2. 调整计时器到合适的时间间隔，开始计时。

此时，观察细线振动的情况，并注意听是否有声音产生。

3. 记录下细线振动的时间，同时用秒表或手机记录下产生的声音。

4. 重复以上步骤多次，取平均值以减小误差。

5. 根据记录的数据和已知的声速公式计算得出声速值。

四、数据分析通过实验数据，我们可以计算出声速的值。

但是，仅仅得到数值还不够，我们还需要进行数据分析，以确保结果的准确性。

1. 检查数据是否具有一致性。

如果多次测量的声速值都接近同一个数值，那么可以初步判断实验是成功的。

2. 分析数据中可能存在的异常情况。

例如，如果某个时刻的声速突然变得非常快，那可能是由于环境因素（如风速）的变化导致的。

这时，我们需要重新检查实验条件，确保没有其他干扰因素。

3. 对比理论值与实验值。

通过比较两者的差异，我们可以发现实验过程中可能出现的问题，并进一步优化实验方法。

五、结论经过一系列的实验和数据分析，我们终于得到了声速的测量结果。

虽然这个过程可能充满了挑战和不确定性，但正是这些经历让我们更加深入地理解了声速这一物理现象的本质。

六、展望未来在未来的学习和研究中，我们将继续探索声速测量的更多可能性。

也许有一天，我们会利用更先进的技术手段，实现对声速的精确测量。

那时，我们不仅能更好地了解自然界的奥秘，还能为人类社会的发展做出贡献。