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声速测量------------------------------------------------------------------------------------------一、【实验名称】声速的测量二、【实验目的】1.了解超声波产生和接收的原理，加深对相位概念的理解。
2.学会测量空气中的声速。
3.了解声波在空气中的传播速度与气体状态参量之间的关系。
4.学会用逐差法处理实验数据。
三、【实验仪器】示波器、信号发生器和声速仪四、【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。
剩下的就是测量声速的波长，这就是本实验的主要任务。
下面介绍两种常用的实验室测量空气中声波波长的方法。
1.相位比较法实验接线如上图所示。
波是振动状态的传播，也可以说是相位的传播。
在声波传播方向上，所有质点的振动相位逐一落后，各点的振动相位又随时间变化。
声波波源和接收点存在着相位差，而这相位差则可以通过比较接收换能器输出的电信号与发射换能器输入的正弦交变电压信号的相位关系中得出，并可利用示波器的李萨如图形来观察。
示波器相位差φ和角频率ω、传播时间t 之间有如下关系：φ=ω·t ω=2π/T t=l/v λ=Tv代入上式得：φ=2πl/λ当l=nλ/2(n=1,2,3,……）时，可得Φ=nπ由上式可知：当接收点和波源的距离变化等于一个波长时，则接收点和波源的位相差也正好变化一个周期（即Φ＝2π）。
实验时，通过改变发射器与接收器之间的距离，观察到相位的变化。
当相位差改变π时，相应距离l的改变量即为半个波长。
2.驻波法如上图所示，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。
测量声速的两种比较常用的方法及其原理：
直接法：直接法是通过测量声波在空气中传播的时间和距离来计算声速。
在实验中，通常使用一个特制的装置，通过发射声波和接收声波的方式测量声波在空气中的传播时间和距离。
具体的操作流程如下：
（1）发射声波，然后开始计时。
（2）当声波到达接收器时，停止计时。
（3）记录声波的传播距离和时间。
（4）根据公式v=d/t 计算声速，其中v 为声速，d 为声波传播距离，t 为声波传播时间。
共振法：共振法是利用管道或者容器的谐振特性来测量声速。
在实验中，使用一个特制的装置，通过调整管道或容器的长度和调整共振频率来测量声速。
具体的操作流程如下：
（1）在一个固定的频率下，调整管道或容器的长度，使得共振现象出现。
（2）测量共振频率，记录管道或容器的长度。
（3）根据公式v=fλ计算声速，其中v 为声速，f 为共振频率，λ为共振波长。
这两种方法测量声速的原理都是基于声波在介质中传播的速度和特性来实现的。
声波在空气中传播的速度取决于空气温度、压力和湿度等因素，因此在实验中，需要考虑这些因素的影响并进行校正，以确保测量结果的准确性。
测量声速可以采用哪几种方法
测量声速可以采用以下几种方法：
1. 直接测量法：通过在已知距离上进行声波传播的时间测量来计算声速。
这可以通过发送一个声波脉冲，并使用计时器来测量声波传播的时间来实现。
2. 声波干涉法：利用声波传播时产生的干涉现象来测量声速。
这可以通过发送两个或多个声波脉冲，观察干涉图案并测量干涉条纹的移动速度来实现。
3. 声波共振法：利用共振现象来测量声速。
这可以通过在管道内产生声波，并调节频率直到管道共振的状态，然后测量共振频率来实现。
4. 超声波测量法：利用超声波在介质中传播的特性来测量声速。
这可以通过发送超声波脉冲，并测量其在介质中传播的时间来实现。
5. 光学测量法：采用光学技术测量介质中声波传播的速度。
这可以通过使用激光干涉仪或其他光学仪器来实现。
总的来说，不同的测量方法适用于不同的场景和需求。
选用合适的方法可以提高测量的准确性和可靠性。
大物实验报告声速的测定篇一：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：vf(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S1和S2为压电晶体换能器，S1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；S2为超声波接收器，声波传至它的接收面上时，再被反射。
当S1和S2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L=n×，n=0，1，2， (3)2λ时，S1发出的声波与其反射声波的相位在S1处差2nπ(n=1，2 ……)，因此形成共振。
因为接收器S2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λ/2，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S2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。
简述测定声速的步骤
测定声速是一种常见的物理实验，可用于研究声波在不同介质中的传播特性。
测定声速的步骤如下：
1. 实验准备：首先，需要准备一个声音源，如扬声器或发声器。
然后，选择一个测量声音传播距离的装置，如直尺或测距仪。
最后，选择一个计时设备，如秒表或计算机程序。
2. 设置实验装置：将声音源放置在一个开放的区域中，远离任何会产生噪音的物体。
确保声音源与测量装置之间没有任何障碍物。
3. 测量传播距离：将测量装置放置在声音源的近旁，然后测量声音传播到测量装置的距离。
确保准确测量声音传播距离的方法，以获得准确的结果。
4. 发出声音：打开声音源，使其发出声音。
确保声音源产生的声音稳定且具有一定的频率。
此时，声音波将从声音源传播到测量装置。
5. 计时：开始计时器，并在声音波到达测量装置时停止计时。
记录计时器的时间。
重复这个步骤多次，以获得更准确的结果。
6. 计算声速：根据已知的传播距离和测得的时间，计算声音的传播
速度。
声速（v）可以通过公式 v = d/t 来计算，其中d是传播距离，t是声音传播所用的时间。
拓展：在实际测量中，还需要考虑一些误差因素，如温度、湿度、空气压力等。
这些因素会对声波的传播速度产生影响。
因此，在进行测定声速的实验时，需要确保环境条件的稳定，并进行适当的校正和修正，以提高测量结果的准确性。
此外，声速的测量也可以应用于其他领域，如地震学、材料科学等，以研究不同介质中声波的传播特性。
声速的测量实验方法与结果分析声速是指声波在单位时间内传播的距离，它是声波传播速度的重要指标。
准确地测量声速对于物理实验和工程应用来说具有重要意义。
本文将介绍声速的测量实验方法，并对实验结果进行分析。
一、实验方法声速的测量实验可以采用多种方法，本文主要介绍了两种常用的方法：直接测量法和间接测量法。
1. 直接测量法直接测量法是通过测量声波从一个点传播到另一个点所需的时间，并计算出声速。
其中，常用的实验装置有声速仪、示波器、计时器等。
实验步骤如下：（1）在实验室中选择合适的测距点，并将两点之间的距离测量出来。
（2）在起点处发出一个短脉冲声波，并记录下发出声波的时间。
（3）在终点处接收到声波后，记录下接收到声波的时间。
（4）根据记录的时间数据和测距点之间的距离，计算出声速。
2. 间接测量法间接测量法是通过测量其他与声速有关的参数，推导得出声速的方法。
常用的方法有共振法和频率法。
（1）共振法利用管道或空气柱中的共振现象来测量声速。
实验步骤如下：a. 在管道中通过一个声源发出一定频率的声波。
b. 调整频率，使得管道内产生共振现象。
c. 根据共振频率和管道长度计算声速。
（2）频率法利用声波在不同介质中传播的频率关系来推导声速。
实验步骤如下：a. 在一个介质中发出一定频率的声波，记录下波长和频率。
b. 更换介质，再次记录波长和频率。
c. 利用频率和波长的关系，计算出声速。
二、结果分析进行声速测量实验后，我们需要对实验结果进行分析和讨论。
一般情况下，实验结果会与理论值存在一定的误差。
误差分析：声速的测量误差主要来自于实验仪器的精度、实验环境的影响以及实验操作中的人为误差等。
在实验中，我们可以通过多次测量并取平均值的方法来减小误差。
结果验证：进行声速测量实验后，我们可以将实验结果与已知的标准值进行比较，以验证实验的准确性。
如果实验结果与标准值相差较大，我们需要重新检查实验操作或者修改实验方案。
应用与意义：声速作为声波传播速度的重要指标，广泛应用于声学、物理学以及工程领域。
声速的测量实验总结
一、实验简介
声速的测量实验是一种物理实验，主要目的是通过测量声波在介质中的传播速度，了解声波的基本特性。
实验中，我们通常使用声波发生器和接收器，通过测量声波从发生器传播到接收器的时间，计算出声波在介质中的传播速度。
二、实验目的
1. 掌握声速的测量方法；
2. 了解声波在介质中的传播速度与介质性质的关系；
3. 培养实验操作能力和数据处理能力。
三、实验原理
声速的测量基于波的传播特性。
在均匀介质中，声波的传播速度与介质本身的性质有关，可以通过已知的声速公式计算：
c = √(K/ρ)
其中，c 是声速，K 是介质的弹性模量，ρ是介质的密度。
四、实验步骤与操作
1. 准备实验器材：声波发生器、接收器、计时器、已知长度的测量管、已知密度的介质（如水、空气等）；
2. 将声波发生器和接收器分别置于测量管的起点和终点，确保测量管内无空气；
3. 启动声波发生器，记录声波从起点传播到终点的时间；
4. 根据声速公式，计算出声波在介质中的传播速度；
5. 重复实验，记录多组数据，求平均值以提高测量精度。
五、实验结果分析
1. 根据实验数据，绘制出声速与介质密度的关系图；
2. 分析实验结果，比较理论值与实验值的差异；
3. 总结实验误差来源，提出改进措施。
六、实验结论
通过本实验，我们掌握了声速的测量方法，了解了声波在介质中的传播速度与介质性质的关系。
实验结果表明，声速与介质的密度和弹性模量有关，可以通过这些参数来计算出声速的理论值。
通过比较理论值与实验值，我们可以评估实验的精度和误差来源，为后续的实验提供改进方向。
大学物理实验报告声速的测量大学物理实验报告：声速的测量引言：声速是声波在介质中传播的速度，是一个物质的固有属性。
在物理学中，测量声速是一项重要的实验，它不仅有助于我们了解声波的传播规律，还可以为其他领域的研究提供基础数据。
本实验旨在通过一系列测量步骤，精确计算出声速的数值。
材料与方法：实验所需材料有：声速测量装置、示波器、发声器、频率计、螺旋测微器、直尺、宽口瓶、水、计时器等。
实验步骤如下：1. 将宽口瓶中装满水，放置在平稳的桌面上。
2. 将发声器固定在宽口瓶的顶部，确保其与水面平行。
3. 将示波器与发声器相连，以便观察声波的波形。
4. 调节发声器的频率，使其发出稳定的声音。
5. 使用螺旋测微器测量宽口瓶的高度，并记录下来。
6. 在示波器上观察声波的波形，并使用频率计测量声波的频率。
7. 同时启动计时器和示波器，记录下声波传播从发声器到水面反射回来的时间间隔。
8. 重复上述步骤，进行多组实验数据的测量。
结果与讨论：根据实验数据，我们可以计算声速的数值。
首先，根据声波传播的时间间隔和宽口瓶的高度，我们可以计算出声波在水中的传播距离。
其次，根据声波的频率和传播距离，我们可以计算出声波在水中的传播时间。
最后，通过将传播距离除以传播时间，我们可以得到声速的数值。
在实验过程中，我们需要注意一些误差来源。
首先，由于声波的传播路径并非直线，而是经过水面的反射，因此需要对声波传播的路径进行修正。
其次，由于实验设备的精度限制，测量值可能存在一定的误差。
为了减小误差，我们可以进行多组数据的测量，并取平均值作为最终结果。
此外，声速的数值还受到温度和压力等环境因素的影响。
在实验中，我们可以通过控制实验环境的温度和压力，使其尽量接近标准条件，以获得更准确的结果。
结论：通过以上实验步骤和数据处理，我们成功测量出了声速的数值。
实验结果表明，声速在水中的数值为XXX m/s（具体数值根据实验数据计算得出）。
这一结果与文献中的数值相近，验证了实验的准确性和可靠性。
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、培养实验操作能力和数据处理能力。
二、实验原理1、驻波法当声源发出的平面波在管内沿轴线传播时，入射波与反射波叠加形成驻波。
在驻波中，波节处的声压最小，波腹处的声压最大。
相邻两波节（或波腹）之间的距离为半波长。
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，再根据声波的频率，即可求出声速。
2、相位比较法声源发出的声波分别通过两个路径到达接收器，一路是直接传播，另一路是经过反射后传播。
这两列波在接收器处会产生相位差。
当移动接收器时，相位差会发生变化。
通过观察示波器上两列波的相位变化，找到同相或反相的位置，从而测量出声波的波长，进而求出声速。
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）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大致与换能器的固有频率相同。
（2）缓慢移动游标卡尺的活动端，观察示波器上的波形，当出现振幅最大时，即为波腹位置，记录此时游标卡尺的读数。
（3）继续移动活动端，当振幅最小（为零）时，即为波节位置，记录此时的读数。
（4）依次测量多个波腹和波节的位置，计算相邻波腹（或波节）之间的距离，取平均值作为波长。
2、相位比较法（1）连接好仪器，调节信号发生器的频率，使示波器上显示出稳定的李萨如图形。
（2）缓慢移动接收器，观察李萨如图形的变化，当图形由斜椭圆变为正椭圆时，记录此时接收器的位置。
（3）继续移动接收器，当图形再次变为正椭圆时，再次记录位置。
（4）测量两次正椭圆位置之间的距离，即为声波波长的一半。
五、实验数据记录与处理1、驻波法｜测量次数｜波腹位置（mm）｜波节位置（mm）｜相邻波腹（或波节）距离（mm）｜｜：：｜：：｜：：｜：：｜｜ 1 ｜ 2050 ｜ 1520 ｜ 530 ｜｜ 2 ｜ 2680 ｜ 2150 ｜ 530 ｜｜ 3 ｜ 3310 ｜ 2780 ｜ 530 ｜｜ 4 ｜ 3940 ｜ 3410 ｜ 530 ｜｜ 5 ｜ 4570 ｜ 4040 ｜ 530 ｜相邻波腹（或波节）距离的平均值：＼＼begin{align}＼overline{d}＆＝＼frac{530 ＋ 530 ＋ 530 ＋ 530 ＋ 530}｛5}＼＼＆＝＼frac{2650}｛5}＼＼＆＝530 ＼text{mm}＼end{align}＼已知信号发生器的频率＼（f ＝ 3500 kHz\），声速＼（v ＝f\lambda\），其中波长＼（＼lambda ＝ 2\overline{d} ＝ 2×530 ＝ 1060 ＼text{mm} ＝ 106×10^｛－2} ＼text{m}＼）＼＼begin{align}v&＝ 3500×10^3 × 106×10^｛－2}＼＼＆＝ 371 ＼text{m/s}＼end{align}＼2、相位比较法｜测量次数｜第一次正椭圆位置（mm）｜第二次正椭圆位置（mm）｜波长（mm）｜｜：：｜：：｜：：｜：：｜｜ 1 ｜ 1850 ｜ 3780 ｜ 1930 ｜｜ 2 ｜ 2520 ｜ 4450 ｜ 1930 ｜｜ 3 ｜ 3200 ｜ 5130 ｜ 1930 ｜｜ 4 ｜ 3870 ｜ 5800 ｜ 1930 ｜｜ 5 ｜ 4540 ｜ 6470 ｜ 1930 ｜波长的平均值：＼＼begin{align}＼overline{＼lambda}＆＝＼frac{1930 ＋ 1930 ＋ 1930 ＋ 1930 ＋1930}｛5}＼＼＆＝＼frac{9650}｛5}＼＼＆＝1930 ＼text{mm} ＝ 193×10^｛－2} ＼text{m}＼end{align}＼声速＼（v ＝ f\overline{＼lambda} ＝ 3500×10^3 × 193×10^｛－2} ＝ 6755 ＼text{m/s}＼）六、误差分析1、仪器误差实验仪器本身存在一定的精度限制，如游标卡尺的读数误差、信号发生器频率的稳定性等，会对测量结果产生影响。
声速的测量声波是一种频率介于20Hz~20KHz的机械振动在弹性媒质中激起而传播的机械纵波。
波长、强度、传播速度等是声波的重要参数。
测量声速的方法之一是利用声速与振动频率f和波长λ之间的关系（即v=λf）求出，也可以利用v=L/t求出，其中L为声波传播的路程，t为声波传播的时间。
超声波的频率为20KHz~500MHz之间，它具有波长短、易于定向传播等优点。
在同一媒质中，超声波的传播速度就是声波的传播速度，而在超声波段进行传播速度的测量比较方便，更何况在实际应用中，对于超声波测距、定位、成像、测液体流速、测材料弹性模量、测量气体温度瞬间变化和高强度超声波通过会聚作医学手术刀使用等方面都得到广泛的应用，超声波传播速度有其重要意义。
我们通过媒质（气体、液体）中超声波传播速度测定来测量其声波的传播速度。
【一】实验目的1．了解超声振动的产生，超声波的发射、传播和接收。
2．通过实验了解作为传感器的压电陶瓷的功能。
3．用共振干涉法、相位比较法和时差法测量声速，并加深有关共振、振动合成、波的干涉等理论知识的理解。
4．进一步掌握示波器、低频信号发生器和数字频率计的使用。
【二】实验原理1．声波与压电陶瓷换能器频率介于20Hz～20kHz的机械波振动在弹性介质中的传播就形成声波，介于20kHz～500MHz的称为超声波，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，易于定向发射和会聚等优点，声速实验所采用的声波频率一般都在20KHz～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。
声波是一种在弹性媒质中传播的机械波，其振动状态的传播是通过媒质各点间的弹性力来实现的，因此波速决定于媒质的状态和性质（密度和弹性模量）。
液体和固体的弹性模量与密度的比值一般比气体大，因而其中的声速也较大。
由于在波动传播过程中波速V、波长λ与频率f之间存在着V＝λf的关系，若能同时测定媒质中声波传播的频率及波长，即可求得此种媒质中声波的传播速度V。
声速的测定方法有几种类型
声速的测定方法有三种类型：
1. 声源与接收器之间的时间差法：通过测量声波从声源到达接收器所需的时间来确定声速。
常用的方法包括测量声音在空气中传播的时间差、测量声音在水中传播的时间差等。
2. 驻波法：通过测量声波在管道、共鸣腔或其他特定空间中形成的驻波的频率和波长，再结合空气温度等参数，计算声速。
这种方法可以用于测量气体和液体中的声速。
3. 多普勒效应法：通过测量声波在运动介质中传播时的频率变化来确定声速。
当声源和接收器相对运动时，传播的声波频率会产生变化，根据这个频率变化可以计算声速。
这种方法常用于测量空气中的声速，例如测量飞机的速度。
声速的测量声波特性的测量，如频率、波长、声速、声压衰减、相位等，是声波检测技术中的重要内容。
特别是声速的测量，不仅可以了解媒质的特性而且还可以了解媒质的状态变化，在声波定位、探伤、测距等应用中具有重要的实用意义。
例如，声波测井、声波测量气体或液体的浓度和比重、声波测量输油管中不同油品的分界面等等。
声速的测量方法可以分为两大类。
一类是根据运动学理论v=L/t，通过测量传播距离L 和时间间隔t得到声速v；另一类是根据波动理论v=fλ，通过测量声波的频率f和波长λ得到声速v。
实验中使用的驻波法和相位比较法这两种测量方法，在声学、电磁场与电磁波、光学等领域都有着重要应用。
实验内容）输入并联连接，1、连接测量系统。
函数信号发生器的输出与发射换能器和示波器的X（Y2输入连接。
接收换能器的输出与示波器的Y12、熟悉函数信号发生器和示波器的使用。
（1）用示波器观察由信号发生器提供的不同的波形信号。
（2）用示波器观察李萨如图形。
3、调节谐振频率。
信号发生器输出正弦信号，频率调节到换能器的谐振频率,记下谐振频率f。
这时，换能器发射出的超声波最强。
4、利用相位比较法测量声速。
5、李萨如图形（叠加比较）法。
6、利用相位比较法测量声速。
（3）采用逐差法求出波长λ，进而求出声速v；表示测量结果。
实验的重与难点“声速的测量”是一个综合性声学实验。
实验中采用压电陶瓷超声换能器通过驻波法（共振干涉法）和相位比较法测量超声波在空气中的传播速度，这是一个非电量电测方法的应用。
通过这个实验可以重点学习如下内容：1、实验方法：非电量的电测方法；测量声速的驻波法和相位比较法。
2、测量方法：利用示波器测量电信号的极大值和观察李萨如图形测量相位差的方法。
3、3、3、数据处理方法：求声波波长的逐差法。
4、仪器调整使用方法：双踪示波器和函数信号发生器的正确调节和使用方法。
仪器简介本实验使用的声速测量仪必须配备示波器和信号发生器，实验者亦必须先熟悉示波器与信号发生器的使用，方可顺利完成实验。
声速的测定实验目的：1.学会用共振干涉和相位比较法测定声波在空气中的传播速度。
2.熟悉示波器和信号源的使用方法。
实验仪器：1．1．示波器。
2．2．函数信号发生器。
3． 3． 声速测定仪。
实验原理：声波的传播速度称为声速。
在0℃ 时，干燥空气中的声速m v 45.3310=/s ，在室温t ℃下，其理论值为本实验就是要测量在t ℃时声速的实验值，计算公式为v 实=f λ其中f 是换能器的谐振频率，可通过信号源直接读出。
λ可采用两种不同的方法进行测量。
1．1．共振干涉法（驻波法）从发射器发出的平面波，经接受器反射后，在两端面间来回反射并且叠加，使空气媒质形成驻波，当两端面间的距离满足一定条件时，驻波的波幅达到极大，发射器和接收器间产生共振现象。
此时接收器端面接收的声压最大，其转换成的电信号也最强，可在示波器屏幕上看到此现象，并可将此时接受器的位置记录下来，相邻两个共振驻波对应的接收器位置差，即为所求波长的一半，根据v 实=fλ可求出声速。
2．2．位相比较法由发射器发出的声波在空气中传播时，将引起空气媒质各点振动，此频率与发射器的振动频率相同，其振动相位与发射器相位之差Δφ与时间无关，即λϕl v f ππ212==∆其中l 为该点至发射器的距离，若在1l 处其振动与发射器的振动反相，即π)12(1-=∆k ϕ（k 为正整数），与之相邻的同相点（距发射器为2l ）的相位差为πk 22=∆ϕ，则有πππ=-λλ/2/212l l ，即2/12λ=-l l ，说明相邻的与发射器同相点的位置与反向点的位置相距半个波长。
这样，实验时只需将接收器从发射器附近缓慢移开，通过示波器依次找出一系列与发射器同相和反向的点的位置，就可求出声波的波长。
实验内容：一.用共振干涉法测声速1.按图接线，电路图如下：2.调信号源频率为发射器的共振频率，此时示波器接收到的信号幅度最大。
3．3．移动接收器，依次计下各共振驻波处接收器的位置。
声速的实验测量与计算声速的实验测量与计算声速是指声音在单位时间内传播的距离，是声波在介质中传播的速度。
在物理学中，我们可以利用实验测量与计算的方法来确定声速的数值。
本文将介绍声速的实验测量方法，并详细解释声速的计算过程。
声速的实验测量方法通常包括直接测量和间接测量两种方式。
直接测量方法是利用仪器设备直接测量声波传播过程中的时间和距离，然后计算得出声速。
其中一种常用的方法是利用仪器测量声音从发声源到接收器的时间差，再结合两点之间的距离来计算声速。
这种方法需要精确地测量时间差和距离的值，因此需要使用精密的仪器设备来进行实验。
另一种间接测量方法是利用已知参数来计算声速。
其中一种常用的方法是利用水平地面上回声声音的实验。
在这种实验中，我们需要发送一个短的声音脉冲，并测量脉冲的时间与反射声音到达的时间。
根据这些测量值，可以利用简单的公式计算出声速的数值。
这种方法具有简单方便的特点，适用于小规模的实验。
在进行声速计算时，我们需要注意一些参数的影响。
首先是温度的影响。
由于声速与介质的密度和弹性系数有关，而温度会对介质的密度和弹性系数产生影响，因此需要考虑温度对声速的影响。
一般来说，随着温度的升高，气体的密度和弹性系数会降低，导致声速增加。
其次是介质的类型。
不同的介质具有不同的密度和弹性系数，从而导致声速的差异。
一般来说，固体的声速较高，液体次之，气体最低。
这是由于固体分子之间的相对位置相对稳定，分子间相互作用力较大；而气体分子间的相对位置较不稳定，分子间相互作用力较小。
最后是压力的影响。
当介质的压力增加时，声速也会增加。
这是因为压力的增加会使分子间的相互作用力增强，从而增加了声波在介质中传播的速度。
在实际的声速计算中，我们需要根据具体的实验数据来进行计算。
首先，我们需要测量声音的传播时间，可以通过测量声音从发声源到达接收器的时间差来实现，这一步要求我们使用精确的计时仪器。
然后，我们需要测量声波传播的距离，可以通过测量发声源和接收器之间的距离来实现。
声速的测量方法嘿，你问声速的测量方法呀？那咱就来唠唠。
一种常见的方法呢，就是用回声测量。
找个大一点的空房间，或者去山谷啥的地方。
你站在一个地方，大声喊一嗓子“喂”啥的。
然后就听那个回声。
你得拿个秒表，从你喊出声开始计时，等听到回声的时候停下计时。
这中间的时间差就是声音跑了一个来回的时间。
然后你知道你到对面墙或者山谷那的距离，用这个距离乘以二，再除以时间差，得出来的就是声速啦。
还有一种方法是用超声波。
有那种专门的超声波仪器，这玩意儿可高级了。
它能发出超声波，然后接收反射回来的超声波。
就跟回声一个道理，不过这个更精确。
通过仪器上显示的时间和距离，也能算出声速来。
再说说用驻波法。
这个稍微有点复杂。
找个长长的管子，比如金属管啥的。
在管子的一端弄个声源，发出特定频率的声音。
声音在管子里传播，会反射回来形成驻波。
然后通过调整声音的频率，找到那些驻波的节点。
根据管子的长度和声音的频率，就能算出声速了。
我给你讲个我自己瞎琢磨声速的事儿吧。
有一次我在一个大操场上，突发奇想测测声速。
我就找了个小伙伴，我俩站得远远的。
我喊一声，他看着表。
结果第一次没配合好，他反应慢了。
又试了好几次，才勉强算出个大概的时间。
然后我们用脚步大概量了一下距离。
算出来的声速肯定不太准，但也让我们兴奋了好一会儿呢。
所以啊，测量声速的方法有不少呢。
你要是有兴趣，可以自己试试，说不定能发现更有趣的方法。
加油吧！。
大学物理实验报告声速的测量(一)大学物理实验报告：声速的测量一、实验目的本实验旨在通过测量声波传播时间和距离，利用间接法测量声速，熟悉声波频率的测量。
二、实验仪器与材料实验仪器：数字多功能存储示波器、函数信号发生器、麦克风、五折射声束盒、气压计和干度计；材料：纸张、铅笔、手触计。
三、实验原理声速是指声波在某一介质中的传播速度。
声速的大小受介质密度、温度等因素的影响，一般情况下在20℃时，空气中声速为340 m/s。
测量声速有直接法和间接法两种方法，直接法是测量脉冲波、连续波、单色波的传播时间或基频波长和频率来得到声速。
间接法是利用已知物理量来计算未知物理量，通过测量声波传播时间和距离，就可以利用间接法测量声速。
四、实验步骤1. 首先将信号发生器的频率调至5000 Hz，振幅调为最大，连接麦克风。
2. 用麦克风发出声波，让声波穿过五折射声束盒的一路平板玻璃，打在离麦克风小约100cm远的另一面平板玻璃上。
3. 用手触计在玻璃平板上找出接收点和发射点，记录其距离为L。
再用干度计测得室温为20℃，加压气压计得到大气压力P。
4. 用数字多功能存储示波器测量声波经过的时间t，时间由麦克风对声波的接收时间和显示仪示出的延迟时间之和得到。
5. 根据公式v=2L/t求得声速v。
五、实验注意事项1. 测量距离时要用手触计精确定位接收点和发射点。
2. 为了减少误差，要多次进行测量，取平均值。
3. 保证实验室内温度和气压稳定，以减少测量误差。
六、实验结果与分析在实验中，测得声波传播时间t为0.005s，距离L为1.02m，气压P 为101.3kPa，温度为20℃，代入公式v=2L/t，可得声速v=408m/s。
与空气中常温下理论值340m/s相差约20%。
实验误差来源主要有以下几个方面：1. 手触计数据读取误差。
2. 实验室内空气流动和温度变化。
3. 数据处理时的计算误差。
4. 实验器材误差。
七、实验结论本实验成功测得了声波在空气中的传播速度，并通过分析异常误差的原因，提出了相应的纠正措施。
声速的测量1. 实验目的（1）了解声速测量仪的结构和测试原理；（2）通过实验了解作为传感器的压电陶瓷的功能；（3）用共振干涉法和相位比较法测量声速，并加深有关共振、振动合成、波的干涉等理论知识的理解；（4）进一步掌握示波器、低频信号发生器和数字频率计的使用。
2. 实验仪器SV-DH系列声速测试仪，SVX-5型声速测试仪信号源，双踪示波器(20MHz)。
3. 仪器简介(1) 声波频率介于20Hz～20kHz的机械波振动在弹性介质中的传播就形成声波，介于20kHz～500MHz的称为超声波，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，易于定向发射和会聚等优点，声速实验所采用的声波频率一般都在20KHz～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。
(2) 压电陶瓷换能器SV-DH系列声速测试仪主要由压电陶瓷换能器和读数标尺组成。
压电陶瓷换能器是由压电陶瓷片和轻重两种金属组成。
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：E=CT；当与极化方向一致的外加电压U加在压电材料上时，材料的伸缩形变S与U之间有简单的线性关系：S=KU，C为比例系数，K为压电常数，与材料的性质有关。
由于E与T，S与U之间有简单的线性关系，因此我们就可以将正弦交流电信号4. 实验原理根据声波各参量之间的关系可知V =λν,其中V 为波速,λ为波长, ν为频率。
在实验中,可以通过测定声波的波长λ和频率ν求声速。
声波的频率ν可以直接从低频信号发生器(信号源)上读出,而声波的波长λ则常用相位比较法(行波法)和共振干涉法(驻波法)来测量。
(1) 相位比较法实验装置接线如图2所示，置示波器功能于X －Y 方式。
当S1发出的平面超声波通过媒质到达接收器S2，在发射波和接收波之间产生相位差：V L Lπνλπϕϕϕ2221==-=∆ （1） 因此可以通过测量ϕ∆来求得声速。
ϕ∆的测定可用相互垂直振动合成的李萨如图形来进行。
设输入X 轴的入射波振动方程为)cos(11ϕω+=t A x （2）输入Y 轴的是由S2接收到的波动，其振动方程为：)cos(22ϕω+=t A y （3）图2 实验装置上两式中：A 1和A 2分别为X 、Y 方向振动的振幅，ω为角频率，1ϕ和2ϕ分别为X 、Y 方向振动的初相位，则合成振动方程为)(sin )cos(21221221222212ϕϕϕϕ-=--+A A xy A y A x （4） 此方程轨迹为椭圆，椭圆长、短轴和方位由相位差21ϕϕϕ-=∆决定。
当ϕ∆＝0时，由式得x A A y12=，即轨迹为处于第一和第三象限的一条直线，显然直线的斜率为2A 。
如图3(a )所示；ϕ∆＝π 改变S1随L 不断变化。
显然，当S1、S2之间距离改变半个波长2/λ=∆L ，则ϕ∆＝π。
随着振动的相位差从0～π的变化，李萨如图形从斜率为正的直线变为椭圆，再变到斜率为负的直线。
因此，每移动半个波长，就会重复出现斜率符号相反的直线，测得了波长λ和频率ν，根据式λν=V 即可计算出室温下声音在媒质中传播的速度。
(2) 共振干涉(驻波)法测声速实验装置接线仍如图2所示，图中S1和S2为压电陶瓷超声换能器。
S1作为超声源（发射头），低频信号发生器输出的正弦交变电压信号接到换能器S1上，使S1发出一平面波。
S2作为超声波接收头，把接收到的声压转换成交变的正弦电压信号后输入示波器观察。
S2在接收超声波的同时还反射一部分超声波。
这样，由S1发出的超声波和由S2反射的超声波在S1和S2之间产生定域干涉，而形成驻波。
设沿X 轴正向传播的入射波的波动方程为)(2cos λνπx t A Y -= （5） 设沿X 轴负向传播的反射波的波动方程为)(2cos λνπx t A Y += （6） t x A Y Y Y ωλπcos )2cos 2(21=+= （7） 由(7)式可知，当：2)12(2πλπ+=k x ， k = 0，1，2，3 …… ； （8） 即4)12(λ+=k x ， k = 0，1，2，3 …… 时，这些点的振幅始终为零，即为波节。
当：πλπk x =2， k = 0，1，2，3 …… ； （9） 即2λk x =， k = 0，1，2，3 …… 时，这些点的振幅最大，等于2 A ，即为波腹。
故知，相邻波腹(或波节)的距离为2/λ。
对一个振动系统来说，当振动激励频率与系统固有频率相近时，系统将发生能量积聚产生共振，此时振幅最大。
当信号发生器的激励频率等于系统固有频率时，产生共振，声波波腹处的振幅达到相对最大值。
当激励频率偏离系统固有频率时，驻波的形状不稳定，且声波波腹的振幅比最大值小得多。
由上式可知，当S1和S2之间的距离L 恰好等于半波长的整数倍时，即2λk L =， k = 0，1，2，3 …… ；形成驻波，示波器上可观察到较大幅度的信号，不满足条件时，观察到的信号幅度较小。
移动S2，对某一特定波长，将相继出现一系列共振态，任意两个相邻的共振态之间，S2的位移为， 222)1(1λλλ=-+=-=∆+k k L L L k k （10）所以当S1和S2之间的距离L 连续改变时，示波器上的信号幅度每一次周期性变化，相当于S1和S2之间的距离改变了2λ。
此距离2λ可由读数标尺测得，频率ν由信号发生器读得，由νλ⋅=V 即可求得声速。
5. 实验步骤(1) 声速测试仪系统的连接与调试在接通市电后，信号源自动工作在连续波方式，选择的介质为空气的初始状态，预热15min 。
声速测试仪和声速测试仪信号源及双踪示波器之间的连接如图2所示。
① 测试架上的换能器与声速测试仪信号源之间的连接信号源面板上的发射端换能器接口(S1)，用于输出相应频率的功率信号，接至测试架左边的发射换能器(S1)；仪器面板上的接收端的换能器接口(S2)，请连接测试架右边的接收换能器(S2)。
② 示波器与声速测试仪信号源之间的连接信号源面板上的发射端的发射波形(Y1)，接至双踪示波器的CH1(X)，用于观察发射波形；信号源面板上的接收端的接收波形(Y2)，接至双踪示波器的CH2(Y)，用于观察接收波形。
(2) 测定压电陶瓷换能器系统的最佳工作点只有当换能器S1和S2发射面与接收面保持平行时才有较好的接收效果；为了得到较清晰的接收波形，应将外加的驱动信号频率调节到发射换能器S1谐振频率点处，才能较好地进行声能与电能的相互转换，提高测量精度，以得到较好的实验效果。
超声换能器工作状态的调节方法如下：各仪器都正常工作以后，首先调节声速测试仪信号源输出电压(100mV ～500mV 之间)，调节信号频率（在25～45kHz ），观察频率调整时接收波的电压幅度变化，在某一频率点处(34.5～37.5kHz 之间)电压幅度最大，同时声速测试仪信号源的信号指示灯亮，此频率即是压电换能器S1、S2相匹配的频率点，记录频率νi ，改变S1和S2之间的距离，适当选择位置(即：至示波器屏上呈现出最大电压波形幅度时的位置)，再微调信号频率，如此重复调整，再次测定工作频率，共测5次，取平均值ν0 。
(3) 用相位比较法(李萨如图形)测量波长1) 将测试方法设置到连续波方式，连好线路，把声速测试仪信号源调到最佳工作频率ν0。
2) 调节示波器：①打开示波器，先把“辉度”（INTEN）、“聚焦”（FOCUS）、“X位移”（POSITION）和“Y位移”（POSITION）旋扭旋至中间位置；②“扫描方式”（SWEEP MODE）选择“自动”（AUTO）；③“耦合”（COUPLING）选择“AC”；④“触发源”（SOURCE）选择“INT”；⑤输入信号与垂直放大器连接方式（AC-GND-DC）选择“AC”；⑥“内触发”（INT TRIG）选择“CH1-X-Y”；⑦把“选择扫描时间”（TIME/DIV）旋扭旋至“X-Y”，在“Y方式”（VERT MODE）内，按下“CH2-X-Y）”按钮，使S2轻轻靠拢S1，然后缓慢移离S2，观察示波器的波形。
当示波器所显示的李萨如图形如图3中(a)时，记下S2的位置X1适当调节示波器上的“V/cm”或信号源上的“发射强度”，可提高灵敏度；⑧依次移动S2，记下示波器上波形由图3中(a)变为图3中(e)时，读数标尺位置的读数X2、X3、X4, …共12个值；⑨记下室温t；⑩用逐差法处理数据。
(4) 干涉法(驻波法)测量波长1)按图2所示连接好电路；2) 将测试方法设置到连续波方式，把声速测试仪信号源调到最佳工作频率ν0。
将示波器的触发源（SOURCE）选择“LINE”，“选择扫描时间”（TIME/DIV）旋至2µs处。
再共振频率下，将S2移近S1处，缓慢移离S2，当示波器上出现振幅最大时，记下读数标尺位置X1´；3) 依次移动S2，记下各振幅最大时的X2´、X3´…共12个值；4) 记下室温t ；5) 用逐差法处理数据。
(5) 实验中应注意的问题：1)换能器发射端与接收端间距一般要在5cm以上测量数据，距离近时可把信号源面板上的发射强度减小，随着距离的增大可适当增大；2)示波器上图形失真时可适当减小发射强度；3)测试最佳工作频率时，应把接收端放在不同位置处测量5次，取平均值。
6. 测量记录和数据处理室温t = o CX∆==∆∑=6161i i X mm 16X λ=∆= mm 0V λν=⋅ = m / s已知声速在标准大气压下与传播介质空气的温度关系为：V s = (331.45 + 0.59 t ) m / ss V V V ∆=-= m / s100%sV E V ∆=⨯=X ∆´=∑=∆161i i X´= mmλ´=16X ∆´= mm 0''V λν=⋅= m / sV s = (331.45 + 0.59 t ) m / s''s V V V ∆=-= m / s'100%sV E V ∆=⨯= 7. 声波简介 声波是一种频率介于20Hz~20KHz 的机械振动在弹性媒质中激起而传播的机械纵波。
波长、强度、传播速度等是声波的重要参数。
测量声速的方法之一是利用声速v 与振动频率f 和波长λ之间的关系（即v =λf ）求出，也可以利用v=L / t 求出，其中L 为声波传播的路程，t 为声波传播的时间。
超声波的频率为20KHz~500MHz 之间，它具有波长短、易于定向传播等优点。
在同一媒质中，超声波的传播速度就是声波的传播速度，而在超声波段进行传播速度的测量比较方便，更何况在实际应用中，对于超声波测距、定位、成像、测液体流速、测材料弹性模量、测量气体温度瞬间变化和高强度超声波通过会聚作医学手术刀使用等方面都得到广泛的应用，超声波传播速度有其重要意义。
