大学物理实验 工业和信息化普通高等教育十二五 规划教材立项项目 教学课件 作者 孙宇航 实验28 超声声速测定.ppt

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1、超声声速测定物理实验教学中心实验背景超声波测厚超声波测速超声波探伤实验目的学会用驻波法和相位比较法测定声速。加深对驻波的理解。熟悉示波器的使用及了解气体参数对声速的影响。实验仪器干湿温度计和气压计超声速测定仪专用信号源示波器声速测定仪外型SVX-5型信号源面板换能器结构简图实验原理1.驻波共振法（干涉法）测声速驻波：两列传播方向相反的相干波（频率相同、振动方向相同且相位差恒定的两列波）在同一直线上互相叠加的结果。驻波某些点的振动始终加强，其振幅是两列行波的振幅之和，这些点称为波腹；而另一些点的合振幅为零，这些点称为波节。相邻两波节或两波腹间的距离就是半个波长。由声源发出的平面波经前方垂直于

2、水平轴的刚性平面反射后，反射波与入射波发生干涉而形成驻波，相邻两电压最大值（或最小值）之间的距离即为λ/2。2.位相法测声速波是振动状态的传播，也可以说是相位的传播。发射换能器和接收换能器两信号间的相位差Δf与它们的间距ΔL有如下关系：Δf=2πΔL/λ接收换能器每移动半个波长的距离，相位将改变π。移动换能接收器时示波器的光迹变化的李萨茹图形实验内容与步骤1.驻波共振法测量超声速a.按图示连接好实验电路b.将两换能器平面调至垂直于游标卡尺轴线，再彼此靠近（勿接触），调节信号频率，使声源处于谐振状态（此时指示灯较亮），此时应有足够的信号强度送至示波器以便观察。记录下谐振频率，并保持此值在实验

3、过程中不变。2.位相法测量超声声速a.b.两个步骤同驻波法的a，b。c.示波器的功能开关置于ADD；TIME/DIV置于X-Y挡。接收器平面移近发射面调节示波器使李萨如图形适中，以便于观察。3.数据记录及处理a.数据记录注意事项信号源和示波器在使用前应预热5min，示波器的使用请参阅实验5。使用信号源的过程中，如果发生频率漂移应及时纠正。思考题声速的测量有哪些方法？测量声速为什么要在谐振频率下进行？