聲速的測定實驗中為什麼實驗裝置中發射端與接收端嚴格平行

❶ 聲速的測定實驗報告思考題答案

聲速的測量 思考題及解答
1.為什麼需要在駐波系統共振狀態下進行聲速的測量
因為當駐波偏離共振狀態時，駐波的形狀不穩定且聲壓腹的振幅比共振時達到的
最大值小得多，當駐波系統處於共振，這時駐波腹出現穩定的最大振幅。
2.用「駐波共振法」測波長時，如何調出示波器上正弦波形？
⑴示波器「Y軸衰減」旋鈕應置於較小數值檔。
⑵移動接收器S2時，熒光屏上寬頻的寬度應變化。如不變，可交換輸入到示波
器的兩接線柱位置，或交換輸入到發射器S1的兩接線柱位置。
⑶調節掃描頻率即可調出正弦波。
3.用「相位比較法」測波長時，如何調出橢圓或直線？
⑴接收器S2接收到的信號應從示波器「X輸入」端輸入，發射器S1信號應輸入到示波器「Y軸輸入」端，且「Y軸衰減」旋鈕應置於較大數值檔。
⑵如果還不能出現橢圓或直線，可交換S1或S2兩接線柱位置。
4.用「駐波共振法」和「相位比較法」測波長時，如嚴格按上述方法操作，還是調不出應有波形，怎麼辦？
此時可能是連接導線斷路或接頭接觸不好，應用萬用電表歐姆檔對每根導線進行檢查，確保每根導線無斷裂，各個接頭接觸良好。
5.為什麼在實驗過程中改變S1、S2間距離時，壓電換能器S1和S2兩表面應保持互相平行且正對？不平行會產生什麼問題？
因為只有當S1S2表面保持互相平行且正對時，S1S2間才可能形成駐波，才會出現波腹和波節，S2表面才會出現聲壓極大值，屏幕上才會出現正弦波振幅發生變化，由此可測超聲聲波波長。
如果S1、S2表面不平行，則S1、S2間形不成駐波，屏幕上正弦波振幅不會發生變化，就能用駐波共振法測波長，故實驗中必須使S1、S2表面平行。
6.如何調節與判斷測量系統是否處於共振狀態？
使用駐波共振法，當示波器上出現振幅最大正弦波時，表示S1、S2間處於駐波共振狀態。調節方法是移動S2，觀察示波器上正弦波振幅變化。
7.使用「駐波共振法」測聲速時，為什麼示波器上觀察到的是正弦波而不是駐波？
因為駐波是在發射器S1與接收器S2間形成，接收器S2接收到的是一個聲壓信號，在駐波波節位置，聲壓信號最強，輸入到示波器Y偏轉板，經X偏轉板掃描，故示波器上觀察到的是正弦波。
8.使用「駐波共振法」測聲速時，示波器上觀察到的正弦波振幅為什麼隨S1S2間距增大而越來越小？
這是因為超聲波在空氣中傳播時，由於波動能量總有一部分會被空氣吸收，波的
機械能會不斷減少，波強逐漸減弱，振幅逐漸減少。
9.用「相位比較法」測聲速時，為什麼只有當李薩如圖為直線時才讀數？
因為李薩如圖形為橢圓時，由於橢圓形狀、大小不確定，接收器S2位置難以確定。只有當李薩如圖形為直線時，圖形直觀唯一，容易確定S2位置。
10.測聲速時，「駐波共振法」與「位相比較法」兩種電路可交換嗎？
不能。因為駐波共振法只把接收器S2接收到的信號輸入到示波器Y偏轉板，觀
察到的是正弦波信號。而位相比較法把接收器S2信號輸入示波器X偏轉板，發射器S1
信號輸入到Y偏轉板，觀察到的是李薩如圖形。
11.為何兩種方法均測半波長值而不直接測波長值？
因為超聲波在空氣中有衰減，如果直接測波長值，測得數據個數少，由於衰減，
後面數據測不出來。而測半波長，數據個數多，又便於用逐差法處理數據，減少
測量誤差。

❷ 聲速的測量實驗中為什麼要使壓電換能器S1和S2的表面始終保持互相平行

聲波的正面反射壓力與斜著的反射壓力是不一樣的，要求二者平行是為了保證聲波的正面反射，以求得最大反射壓力，使實驗數據更精確。

如果二者不平行，則反射回來的聲波不能正確打在S1的正中心，會有一部分聲波能量沒有打在S1上，也就不能正確測得反射回的能量。會使實驗不準確。

(2)聲速的測定實驗中為什麼實驗裝置中發射端與接收端嚴格平行擴展閱讀：

1、實驗室有兩種儀器，其原理一樣，但是介面和換能器位置有所不同，接線不一樣，同學們使用時注意。

2、測量諧振頻率時先要在35～38khz范圍內調節頻率，觀察哪個頻率對應的接收信號振幅最大（注意調節電壓衰減檔配合觀察），然後細調（換能器之間距離和頻率都使接收信號振幅最大時候的頻率值），調節時如出現波形失真要進行相應處理。

3、為了測量准確，必須調整示波器上波形（李薩如圖形）到合適的大小，利用電壓衰減開關以及衰減微調旋鈕配合就可顯示合適的圖形，由於聲波在空氣中隨著傳播距離而減弱，隨著兩換能器距離的改變也要進行相應的調節。

❸ 空氣中聲速的測定,為什麼要使用兩個換能器保持表面平衡

空氣中聲速的測定,為什麼要使用兩個換能器保持表面平衡，這是因為：
（1）聲波的正面反射壓力與斜著的反射壓力是不一樣的，要求二者平行是為了保證聲波的正面反射，以求得最大反射壓力，使實驗數據更精確。 （2）如果二者不平行，則反射回來的聲波不能正確打在S1的正中心，會有一部分聲波能量沒有打在S1上，也就不能正確測得反射回的能量。會使實驗不準確。

❹ 聲速測量實驗思考題

1.因為此時在示波器上呈的像最穩定清晰，波動較小，利於讀數。調整方法:首先調節聲速測試儀信號源輸出電壓(6~10V)，調節信號頻率(在25~45kHz)，觀察頻率調整時接受波的電壓幅度變化，在某一頻率點處(34.5kHz~37,5kHz之間)電壓幅最大，此即為與換能器匹配的頻率，記錄f。
2.極大時剛好是S1和S2之間的距離為半波長的整數倍，極小值為四分之一波長的奇數倍。
3.因為是反射波與入射波干涉圖像，如果不平行就無法疊加了，相位法理論上是可以的，應該
4.個人認為相位法好，因為是直線，比觀察波峰直觀
兄弟我也在做這個，正好看到，就按我理解的解答了下，參考下

❺ 空氣中聲速的測定中為什麼要使兩個換能器保持平面平行

當然是為了測試精度了。如果不平行，時間測算就有誤差

❻ 大學物理實驗關於聲速的測量

相位比較法 波是振動狀態的傳播，也可以說是位相的傳播。沿波傳播方向的任何兩點同相位時，這兩點間的距離就是波長的整數倍。利用這個原理，可以精確的測量波長。實驗裝置如圖1所示，沿波的傳播方向移動接收器S2，接收到的信號再次與發射器的位相相同時，一國的距離等於與聲波的波長。 同樣也可以利用李薩如圖形來判斷位相差。實驗中輸入示波器的是來自同一信號源的信號，它們的頻率嚴格一致，所以李薩如圖是橢圓，橢圓的傾斜與兩信號的位相差有關，當兩信號之間的位相差為0或π時，橢圓變成傾斜的直線。

❼ 在駐波法測聲速時，要求實驗裝置中s1和s2嚴格平行，這是為什麼

在使用駐波法測聲速的時候，超聲轉換器S1發出的選定頻率的超聲波，經空氣傳播到接收面S2，在S2反射形成反射回波，只有兩面嚴格平行時，回波和入射波才能在水平方向上相互干涉形成穩定清晰的駐波。從而用來測量波長。

❽ 聲速的測量實驗中為什麼要使壓電換能器S1和S2的表面始終保持互相平行 不平行會產生什麼問題

S2為超聲波接收器,聲波傳至它的接收面上時,再被反射.當S1和S2的表面互相平行時聲波就在兩個平面間往返反射,互相干涉,在示波器上顯示出S2接收信號波形；如果2個平面不平行聲波就無法在2個平面間反射更無法干涉.
（1）聲波的正面反射壓力與斜著的反射壓力是不一樣的，要求二者平行是為了保證聲波的正面反射，以求得最大反射壓力，使實驗數據更精確。
（2）如果二者不平行，則反射回來的聲波不能正確打在S1的正中心，會有一部分聲波能量沒有打在S1上，也就不能正確測得反射回的能量。會使實驗不準確。

❾ 空氣中聲速的測量實驗測量中S1和S2的距離為什麼不宜過大或過小

1.為什麼需要在駐波系統共振狀態下進行聲速的測量

因為當駐波偏離共振狀態時，駐波的形狀不穩定且聲壓腹的振幅比共振時達到的最大值小得多，當駐波系統處於共振，這時駐波腹出現穩定的最大振幅。

2.用「駐波共振法」測波長時，如何調出示波器上正弦波形？

示波器「Y軸衰減」旋鈕應置於較小數值檔。

移動接收器S2時，熒光屏上寬頻的寬度應變化。如不變，可交換輸入到示波器的兩接線柱位置，或交換輸入到發射器S1的兩接線柱位置。

調節掃描頻率即可調出正弦波。

3.用「相位比較法」測波長時，如何調出橢圓或直線？

接收器S2接收到的信號應從示波器「X輸入」端輸入，發射器S1信號應輸入到示波器「Y軸輸入」端，且「Y軸衰減」旋鈕應置於較大數值檔。

如果還不能出現橢圓或直線，可交換S1或S2兩接線柱位置。

4.用「駐波共振法」和「相位比較法」測波長時，如嚴格按上述方法操作，還是調不出應有波形，怎麼辦？

此時可能是連接導線斷路或接頭接觸不好，應用萬用電表歐姆檔對每根導線進行檢查，確保每根導線無斷裂，各個接頭接觸良好。

5.為什麼在實驗過程中改變S1、S2間距離時，壓電換能器S1和S2兩表面應保持互相平行且正對？不平行會產生什麼問題？

因為只有當S1、S2表面保持互相平行且正對時，S1S2間才可能形成駐波，才會出現波腹和波節，S2表面才會出現聲壓極大值，屏幕上才會出現正弦波振幅發生變化，由此可測超聲聲波波長。

如果S1、S2表面不平行，則S1、S2間形不成駐波，屏幕上正弦波振幅不會發生變化，就不能用駐波共振法測波長，故實驗中必須使S1、S2表面平行。

6.如何調節與判斷測量系統是否處於共振狀態？

使用駐波共振法，當示波器上出現振幅最大正弦波時，表示S1
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❿ 大學物理實驗聲速測定

實驗報告實驗題目: 聲速的測量實驗目的:了解超聲波的產生,發射和接收的方法,用干涉法和相位法測聲速.實驗內容1 測量實驗開始時室溫.2 駐波法(1) 將超聲聲速測定儀的兩個壓電陶瓷換能器靠在一起,檢查兩表面是否水平.如果不水平將其調平.(2)將函數信號發生器接超聲聲速測定儀的發射端,示波器接接收端.函數信號發生器選擇正弦波,輸出頻率在300HZ左右,電壓在10-20V.(3)通過示波器觀察訊號幅度,調整移動尺改變測定儀兩端的距離找到使訊號極大的位置,在極大值附近應該使用微調,即固定移動尺螺絲,使用微調螺母調整.(4)從該極大位置開始,朝一個方向移動移動尺,依次記下每次訊號幅度極大(波腹)時游標的讀數,共12個值.3 相位法(1) 將超聲聲速測定儀的兩個壓電陶瓷換能器靠在一起,檢查兩表面是否水平.如果不水平將其調平.(2) 將函數信號發生器接超聲聲速測定儀的發射端,示波器的CH1接在接收端,CH2接在發射端.選擇CH1,CH2的X-Y疊加.函數信號發生器選擇正弦波,輸出頻率在300HZ左右,電壓在10-20V.(3) 通過示波器觀察李薩如圖形,調整移動尺改變測定儀兩端的距離找到使圖形為一條斜率為正的直線的位置.(4)從該位置開始,朝一個方向移動移動尺,依次記下每次圖形是斜率為正的直線時游標的讀數,共10個值.4 測量實驗結束時室溫,與開始時室溫取平均值作為溫度t.收拾儀器,整理實驗台.5 對上面兩組數據,分別用逐差計算出l,然後算出聲速v,並計算不確定度.與通過t計算出的理論值計算相對誤差.數據處理1 理論計算實驗開始時溫度23.0℃,實驗結束時溫度21.8℃,所以認為實驗時溫度t=22.4℃.根據理論值計算2 駐波法游標讀數(mm)95.42100.50105.70110.66115.88120.90126.16131.34136.20141.44146.52151.60逐差=3(mm)30.7430.8430.5030.7830.6430.70相鄰游標相減的2倍=i(mm)10.1610.409.8810.4410.0410.5210.369.7210.4810.1610.16標准差的A類不確定度查表得:當n=11,P=0.95時,=2.26.因為是用類似游標卡尺的儀器測量的,所以B類不確定查表得,當P=0.95時,=1.96.所以的不確定度選取聲波輸出頻率為34.3KHz,已知不確定度.聲速對,有不確定度傳遞公式:空氣中的聲速v=(350.99±1.20)m/s (P=0.95)相對誤差=3 相位法游標讀數(mm)110.80121.04131.14141.36151.58161.72171.88182.02192.10202.26逐差=5(mm)50.9250.8450.8850.7450.68相鄰游標相減=i(mm)10.2410.1010.2210.2210.1410.1610.1410.0810.16標准差的A類不確定度查表得:當n=9,P=0.95時,=2.26.因為是用類似游標卡尺的儀器測量的,所以B類不確定度查表得,當P=0.95時,=1.96.所以的不確定度選取聲波輸出頻率為34.3KHz,已知不確定度聲速對,有不確定度傳遞公式:空氣中的聲速v=(348.57±1.09)m/s (P=0.95)相對誤差= 誤差分析:1 儀器本身的系統誤差和由於老化引起的誤差.2 室溫在實驗過程中是不斷變化的.3 無論是駐波法中在示波器上找極大值,還是相位法在示波器上找斜率為正的直線,都是測量者主觀的感覺,沒有精確測量.思考題1 固定兩換能器的距離改變頻率,以求聲速,是否可行 答:不可行.因為在聲速一定時,頻率改變了,波長也會隨之改變.所以無法同時測量出頻率和波長,也就無法求出聲速.不對