(1).【目的和要求】
學(xué)習粗略測定聲音速度的方法,了解空氣中聲速的大小。
【儀器和器材】
梆子,秒表或手表,卷尺。
【實(shí)驗方法】
在高墻前或山谷中唱歌或叫喊時(shí),往往可以聽(tīng)到回聲,而且在早晨時(shí)回聲最清晰響亮,因此本實(shí)驗最好在早晨進(jìn)行。首先選擇好合適的實(shí)驗場(chǎng)所,例如一堵高墻,高墻的前面平坦空曠。實(shí)驗者站在離高墻的距離為R處,按照均勻的時(shí)間間隔T敲打梆子。當聽(tīng)到反射回來(lái)的第一次梆子聲與打出來(lái)的第二次梆子聲完全重疊時(shí),則表示每次梆子發(fā)出的聲音傳到高墻并被高墻反射回來(lái)到達實(shí)驗者處的時(shí)間剛好等于敲梆子的時(shí)間間隔T。因此聲音傳播的速度v為v=2R/T
(2)1.站在離高墻100米或更遠的距離,以一定的時(shí)間間隔敲打梆子。
2.注意控制敲梆子的節拍,使從高墻處反射回來(lái)的梆子聲與敲出來(lái)的聲音相重疊。
3.站在旁邊的學(xué)生由一人報出敲擊的次數,其他學(xué)生同時(shí)用秒表或手表計時(shí)。測出敲擊20次至50次的時(shí)間間隔t,并由所得的結果計算出敲梆子的時(shí)間間隔T(秒)。
4.用卷尺測出敲擊地點(diǎn)到高墻的距離R(米)。
5.將所得的數據代入公式v=2R/T求出聲速v米。同時(shí)要記下測量時(shí)空氣的溫度,因為空氣中聲音傳播的速度與溫度有關(guān)。
【注意事項】
1.實(shí)驗者離墻的距離以能清晰地聽(tīng)到回聲為宜。
2.若每隔一次聽(tīng)到敲擊聲與回聲重合,則聲速公式v=2R/T。實(shí)驗內容
(3)1、連接測量系統。函數信號發(fā)生器的輸出與發(fā)射換能器和示波器的X(Y2)輸入并聯(lián)連接,接收換能器的輸出與示波器的Y1輸入連接。
2、練習使用函數信號發(fā)生器和示波器。
(1)用示波器觀(guān)察由信號發(fā)生器提供的不同的波形信號。
(2)用示波器觀(guān)察李薩如圖形。
3、調節諧振頻率。信號發(fā)生器輸出正弦信號,頻率調節到換能器的諧振頻率,記下諧振頻率f。這時(shí),換能器發(fā)射出的超聲波最強。
4、利用駐波法測量聲速。
(1)信號發(fā)生器輸出頻率處于諧振頻率;示波器Y軸工作方式選擇開(kāi)關(guān)置于Y1,“拉Y1 (X)”旋鈕推進(jìn)。
(2)從兩換能器相距1cm左右開(kāi)始,由近及遠移動(dòng)接收換能器,觀(guān)察示波器上的接收信號的變化情況,記下第1、2、3、……、20個(gè)出現正弦波極大值時(shí)接收換能器的位置即游標卡尺的讀數L1、L2、L3、……、L20。
(3)采用逐差法求出波長(cháng)λ,進(jìn)而求出聲速v;計算聲速的不確定度,表示測量結果。
5、利用相位比較法測量聲速。
(1)信號發(fā)生器輸出頻率處于諧振頻率;示波器Y軸工作方式選擇開(kāi)關(guān)可以置于任意位置,“拉Y1(X)”旋鈕拉出。
(2)從兩換能器相距1cm左右開(kāi)始,由近及遠移動(dòng)接收換能器,觀(guān)察示波器上李薩如圖形的變化情況,記下第1、2、3、……、20個(gè)出現直線(xiàn)時(shí)接收換能器的位置即游標卡尺的讀數L1、L2、L3、……、L20。
(3)采用逐差法求出波長(cháng)λ,進(jìn)而求出聲速v;計算聲速的不確定度,表示測量結果。
儀器簡(jiǎn)介
1、超聲聲速測定儀:主要由兩個(gè)超聲壓電換能器和游標卡尺組成;超聲壓電換能器可以實(shí)現聲
壓和電壓之間的相互轉換,分別用于發(fā)射和接收超聲波;游標卡尺用來(lái)測量聲波發(fā)射面和接
收面之間的距離。
2、函數信號發(fā)生器:提供適當頻率的正弦電信號給壓電換能器來(lái)發(fā)射超聲波。
3、雙蹤示波器:
(1)觀(guān)察和測量接收換能器將聲壓轉換成的電信號;
(2)觀(guān)察發(fā)射電信號和接收電信號兩個(gè)相互垂直簡(jiǎn)諧振動(dòng)疊加產(chǎn)生的李薩如圖形,測量相位差。
找得很辛苦
【儀器和器材】
梆子,秒表或手表,卷尺。
【實(shí)驗方法】
在高墻前或山谷中唱歌或叫喊時(shí),往往可以聽(tīng)到回聲,而且在早晨時(shí)回聲最清晰響亮,因此本實(shí)驗最好在早晨進(jìn)行。首先選擇好合適的實(shí)驗場(chǎng)所,例如一堵高墻,高墻的前面平坦空曠。實(shí)驗者站在離高墻的距離為R處,按照均勻的時(shí)間間隔T敲打梆子。當聽(tīng)到反射回來(lái)的第一次梆子聲與打出來(lái)的第二次梆子聲完全重疊時(shí),則表示每次梆子發(fā)出的聲音傳到高墻并被高墻反射回來(lái)到達實(shí)驗者處的時(shí)間剛好等于敲梆子的時(shí)間間隔T。因此聲音傳播的速度v為v=2R/T
1.站在離高墻100米或更遠的距離,以一定的時(shí)間間隔敲打梆子。
2.注意控制敲梆子的節拍,使從高墻處反射回來(lái)的梆子聲與敲出來(lái)的聲音相重疊。
3.站在旁邊的學(xué)生由一人報出敲擊的次數,其他學(xué)生同時(shí)用秒表或手表計時(shí)。測出敲擊20次至50次的時(shí)間間隔t,并由所得的結果計算出敲梆子的時(shí)間間隔T(秒)。
4.用卷尺測出敲擊地點(diǎn)到高墻的距離R(米)。
5.將所得的數據代入公式v=2R/T求出聲速v米。同時(shí)要記下測量時(shí)空氣的溫度,因為空氣中聲音傳播的速度與溫度有關(guān)。
【注意事項】
1.實(shí)驗者離墻的距離以能清晰地聽(tīng)到回聲為宜。
2.若每隔一次聽(tīng)到敲擊聲與回聲重合,則聲速公式v=2R/T。實(shí)驗內容
1、連接測量系統。函數信號發(fā)生器的輸出與發(fā)射換能器和示波器的X(Y2)輸入并聯(lián)連接,接收換能器的輸出與示波器的Y1輸入連接。
2、練習使用函數信號發(fā)生器和示波器。
(1)用示波器觀(guān)察由信號發(fā)生器提供的不同的波形信號。
(2)用示波器觀(guān)察李薩如圖形。
3、調節諧振頻率。信號發(fā)生器輸出正弦信號,頻率調節到換能器的諧振頻率,記下諧振頻率f。這時(shí),換能器發(fā)射出的超聲波最強。
4、利用駐波法測量聲速。
(1)信號發(fā)生器輸出頻率處于諧振頻率;示波器Y軸工作方式選擇開(kāi)關(guān)置于Y1,“拉Y1 (X)”旋鈕推進(jìn)。
(2)從兩換能器相距1cm左右開(kāi)始,由近及遠移動(dòng)接收換能器,觀(guān)察示波器上的接收信號的變化情況,記下第1、2、3、……、20個(gè)出現正弦波極大值時(shí)接收換能器的位置即游標卡尺的讀數L1、L2、L3、……、L20。
(3)采用逐差法求出波長(cháng)λ,進(jìn)而求出聲速v;計算聲速的不確定度,表示測量結果。
5、利用相位比較法測量聲速。
(1)信號發(fā)生器輸出頻率處于諧振頻率;示波器Y軸工作方式選擇開(kāi)關(guān)可以置于任意位置,“拉Y1(X)”旋鈕拉出。
(2)從兩換能器相距1cm左右開(kāi)始,由近及遠移動(dòng)接收換能器,觀(guān)察示波器上李薩如圖形的變化情況,記下第1、2、3、……、20個(gè)出現直線(xiàn)時(shí)接收換能器的位置即游標卡尺的讀數L1、L2、L3、……、L20。
(3)采用逐差法求出波長(cháng)λ,進(jìn)而求出聲速v;計算聲速的不確定度,表示測量結果
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