声速的测定课件.ppt

1、 主讲：王心华Tel:13609342107大学物理实验教学中心大学物理实验教学中心逐差法处理实验数据。逐差法处理实验数据。KTTtvv15.273,10)31.01)(1(5.3310PPTtvs实验方法实验方法 图中S1和S2，为压电陶瓷超声换能器，S1作为超声源(发射)，低频信号发生器发出的正弦电压信号接到换能器后，即能发出一平面声波。S2作为超声波的接收头，接收的声压转换成电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。)(1kxtjAey)(2kxtjBeytklxlkvapcossin2)(sin0klvalpsin)(0按实验原理图将仪器接好，调整信号发生器的频

2、率按实验原理图将仪器接好，调整信号发生器的频率f（约（约40KHz使激发换能器处于使激发换能器处于谐振状态谐振状态。调整激发换能器和接收换能器平面的距离调整激发换能器和接收换能器平面的距离l，使得两换能器平，使得两换能器平面之间的空气形成驻波，示波器产生共振现象，记录示波器面之间的空气形成驻波，示波器产生共振现象，记录示波器所显示的信号幅度连续所显示的信号幅度连续20个极大值，采用个极大值，采用逐差法逐差法处理数据。处理数据。)()2(lplp结论：每两个相临波腹（波节）间的距离为2实验方法实验方法 从S1发出的正弦波与S2收到的正弦波之间的相位差为 =t=2f/v=2 l/S1与S2之间变化

3、一个波长，相位差变化，示波器上所观察到的李萨如图随之变化一个周期。采用采用逐差法逐差法处理数据。处理数据。接X通道,接Y通道，移动1s2s实实 验验 方方 法法02232结论：每次出现重复图形2s得到如下李萨如图形：2s移动的距离为1)按实验装置图接线，使发射头和接收头的端面尽量平行2)共振频率，调整函数发生器的输出频率，使接收头输出的电信号幅度最大3)共振干涉法测波长，记录示波器上波形相继出现20个极大值所对应的接收头的坐标4)相位比较法测波长，记录示波器上图形相继出现20个相同李萨如图形时所对应的接收头的坐标1.逐差法计算波长，得到超声波传播速度1020212111102021211150

4、1501llllllLLLLLL位共fv2.计算超声波在空气中传播速度的公认值公认v，求出两种测量方法得到的v的相对误差E0/30.331TTv公认%100测量公认测量vvvE 22512223/1.03/11010/,3/02.03/,fuuvfiiABBAfvuKHzutummuuuu仪仪其中3.计算不确定度1 1 逐差法处理数据的优点是什么？逐差法处理数据的优点是什么？2 2 为什么换能器要在谐振频率条件下进行为什么换能器要在谐振频率条件下进行声速测量？声速测量？3 3 如何用本实验中的方法测量声速在媒质如何用本实验中的方法测量声速在媒质（如液体和固体）中的传播速度？（如液体和固体）中的传播速度？压电换能器简介压电换能器简介 有些物质在沿一定方向受到压力或拉力作用而发生形变时，其表面会产生电荷，去掉外力时又回到不带电状态，这种现象叫做压电效应；具有该效应的物质为压电材料；利用压电材料的压电效应制成的换能器叫做压电换能器。