聲速測量實驗預(yù)習(xí)報告
聲速測量實驗預(yù)習(xí)報告
實驗報告是在預(yù)習(xí)報告的基礎(chǔ)上再加寫部分內(nèi)容, 二者合二為一構(gòu)成一份完整的實驗報告。關(guān)于聲速測量實驗預(yù)習(xí)報告怎么寫呢?下面學(xué)習(xí)啦小編為你整理了聲速測量實驗預(yù)習(xí)報告,希望對你有幫助。
聲速測量實驗預(yù)習(xí)報告拍篇一
一:實驗?zāi)康?/p>
1. 用極值法和位相法測量空氣中的聲速
2. 掌握用電聲換能器進行電聲轉(zhuǎn)換的測量方法
3. 學(xué)會用逐差法處理實驗數(shù)據(jù)
4. 進一步學(xué)習(xí)示波器的應(yīng)用
二:實驗儀器
SV6型超聲速測量組合儀,SV5型聲速測定專用信號源,雙蹤示波器
三:實驗內(nèi)容及數(shù)據(jù)記錄
1. 確定儀器組最佳工作頻率f
2. 將測試方法設(shè)置到連續(xù)方式,觀察示波器,移動S2找出接受波形的最大值,記錄幅度為最大值時的距離;記下S2位置x0,調(diào)節(jié)S2,逐次記下振幅最大的x1,x2„„x12共12個點,2xi1xi,用逐差法處理12個數(shù)據(jù)即可得到接受波長,而聲速vf,得到聲速v。
3. 相位法:接受波接“CH1”,發(fā)射波接“CH2”,設(shè)置為“x-y”方式。適當(dāng)調(diào)節(jié)示波器,出現(xiàn)李薩茹圖。轉(zhuǎn)動鼓輪,使波形成一斜線,記下S2位置xi,再向相同方向移動S2,直至變化成同一斜線,記下S2位置xi1,則ixi1xi,多次測定取其平均值即可得到波長:實驗前t1= ℃ 試驗后t2= ℃
聲速測量實驗預(yù)習(xí)報告拍篇二
實驗原理
聲波的傳播速度v與聲波頻率f和波長的關(guān)系為:fv可見,只要測出聲波的頻率f和波長,即可求出聲速。f可由聲源的振動頻率得到,因此,實驗的關(guān)鍵就是如何測定聲波波長。
根據(jù)超聲波的特點,實驗中可以采用幾種不同的方法測出超聲波的波長:
1. 駐波法(共振干涉法)
實驗時將信號發(fā)生器輸出的正弦電壓信號接到發(fā)射超聲換能器上,超聲發(fā)射換能器通過電聲轉(zhuǎn)換,將電壓信號變?yōu)槌暡?,以超聲波形式發(fā)射出去。接收換能器通過聲電轉(zhuǎn)換,將聲波信號變?yōu)殡妷盒盘柡?,送入示波器觀察。
由聲波傳播理論可知,從發(fā)射換能器發(fā)出一定頻率的平面聲波,經(jīng)過空氣傳播,到達接收換能器。如果接收面和發(fā)射面嚴格平行,即入射波在接收面上垂直反射,入射波與反射波相互干涉形成駐波。此時,兩換能器之間的距離恰好等于其聲波半波長的整數(shù)倍。在聲駐波中,波腹處聲壓(空氣中由于聲擾動而引起的超出靜態(tài)大氣壓強的那部分壓強)最小,而波節(jié)處聲壓最大。當(dāng)接收換能器的反射界面處為波節(jié)時,聲壓效應(yīng)最大,經(jīng)接收器轉(zhuǎn)換成電信號后從示波器上觀察到的電壓信號幅值也是極大值,所以可從接收換能器端面聲壓的變化來判斷超聲波駐波是否形成。
移動卡尺游標,改變兩只換能器端面的距離,在一系列特定的距離上,媒質(zhì)中將出現(xiàn)穩(wěn)定的駐波共振現(xiàn)象,此時,兩換能器間的距離等于半波長的整數(shù)倍,只要我們監(jiān)測接收換能器輸出電壓幅度的變化,記錄下相鄰兩次出現(xiàn)最大電壓數(shù)值時(即接收器位于波節(jié)處)卡尺的讀數(shù)(兩讀數(shù)之差的絕對值等于半波長),則根據(jù)公式:fv就可算出超聲波在空氣中的傳播速度,其中超聲波的頻率可由信號發(fā)生器直接讀得。
實驗儀器
聲速測定儀如下圖所示,在支架和絲杠上相向安置兩個固有頻率相同的壓電陶瓷換能器,左端支架上固定的是發(fā)射換能器,右端可移動底座安裝的是接收換能器,當(dāng)旋轉(zhuǎn)帶刻度手輪及借助螺旋測微裝置,就可精密地調(diào)節(jié)并測出兩換能器之間的距離。
中兩換能器的核心元件(壓電片)都是由壓電材料(如石英、鋯鈦酸鉛陶瓷等)做成,壓電材料具有正壓電效應(yīng)(在應(yīng)力作用下兩極產(chǎn)生異號電荷,兩極間產(chǎn)生電位差)和逆壓電效應(yīng)(壓電材料兩端間加上外加電壓時能產(chǎn)生應(yīng)變)。利用上述可逆效應(yīng)將壓電材料制成的壓電換能器可以實現(xiàn)聲能與電能的相互轉(zhuǎn)換。當(dāng)左邊壓電換能器S1處于交變電場中時,利用逆壓電效應(yīng)可以把電能轉(zhuǎn)換為聲能作為聲波發(fā)生器;而右邊壓電換能器S2則是利用正壓電效應(yīng),將接收的聲振動轉(zhuǎn)化成電振動作為聲波接收器。
實驗內(nèi)容
1.用駐波法(共振法)測聲速:
按圖連接裝置,將信號源調(diào)至壓電陶瓷換能器的固有頻率,示波器疊加方式用“Y2”,內(nèi)觸發(fā)電源亦選“Y2”或“Y1/Y2”,連續(xù)改變接收器位置,觀察聲壓變化與接收器位置的關(guān)系,由此測定超聲波波長。 2.用相位比較法(李薩如圖形法)測聲速:
按圖連接儀器裝置,示波器疊加方式用“交替”或“斷續(xù)”,內(nèi)觸發(fā)電源選“Y2”,按下示波器的“X-Y”鍵,改變接收器位置,通過李薩如圖形測定超聲波波長。
聲速測量實驗預(yù)習(xí)報告拍篇三
一 實驗?zāi)康模?/p>
(1)加深對駐波及振動合成等理論知識的理解,
(2)掌握用駐波法、相位法測定超聲波在媒介中的傳播速度,
(3)了解壓電換能器的工作原理,進一步熟悉示波器的使用方法提高運用示
波器觀測物理參數(shù)的綜合運用能力。
二 實驗儀器:
GW-680雙蹤示波器一臺,SV8信號發(fā)生器一臺,SV7測試儀一臺,同軸
電纜若干。
三 實驗原理
聲波是一種在彈性媒質(zhì)中傳播的縱波。對超聲波(頻率超過2×10Hz的聲波)傳播速度的測量在國防工業(yè)、工業(yè)生產(chǎn)、軍事科學(xué)與醫(yī)療衛(wèi)生各領(lǐng)域都具有重大的現(xiàn)實意義。實驗室常用駐波法和相位法進行測量。
(一)駐波法測量聲速基本原理
如圖所示為兩列同頻率、同振幅、振動方向平行且相向傳波的機械波在媒介中形成的駐波波形,其波腹間距與波節(jié)間距均為半個波長。通過對波腹(節(jié))間距X的測量便可實現(xiàn)對波長λ的間接測量,結(jié)合對駐波諧振頻率f的測量便可間接求算聲波的傳播速度v。
v = λ × f λ=2X v = 2X × f
原理圖示1(駐波法原理圖) (二)相位法測量聲速基本原理
請同學(xué)們自行完成!要求體現(xiàn)以下兩個方面的內(nèi)容! (1) 簡諧振動正交合成的基本原理,
(2) 利用李薩如圖形的相位差特點間接測量聲速的基本原理。
四 實驗內(nèi)容與步驟 (一)駐波法測聲速
實驗連線圖示1(駐波法)
(1) 了解測試儀的基本結(jié)構(gòu),調(diào)節(jié)兩個換能器的間距5cm左右。
(2) 初始化示波器面板獲得掃描線。
(3) 按圖示1正確連線,將示波器的掃描靈敏度與通道1垂直靈敏度旋鈕分