《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》課件10-實(shí)驗(yàn)十 聲速測(cè)量

實(shí)驗(yàn)十聲速測(cè)量聲波是一種在彈性媒質(zhì)中傳播的機(jī)械波（縱波）。特征：聲波在媒介中的傳播速度與媒介的特性及狀態(tài)因素有關(guān)。應(yīng)用：利用超聲波在物體中傳播速度的變化，可以測(cè)量距離、厚度、液位、流量，以及進(jìn)行醫(yī)學(xué)成像和無損檢測(cè)等。因此，聲速測(cè)定是一種重要的、應(yīng)用很廣泛的非接觸式檢測(cè)技術(shù)。衢州學(xué)院教師教育學(xué)院物理實(shí)驗(yàn)中心1f＜20HZ次聲波20HZ≤f≤20KHZ可聞聲波f＞20KHZ超聲波實(shí)驗(yàn)?zāi)康睦斫怦v波理論知識(shí)。用駐波法測(cè)定空氣中的聲速。用相位法測(cè)定空氣中的聲速。用時(shí)差法測(cè)定固體中的聲速。衢州學(xué)院教師教育學(xué)院物理實(shí)驗(yàn)中心2固體金屬（黃銅棒，3根）非金屬（有機(jī)玻璃棒，3根）實(shí)驗(yàn)儀器聲速測(cè)量組合儀專用信號(hào)源有機(jī)玻璃棒3根黃銅棒3根雙蹤示波器信號(hào)線3根游標(biāo)卡尺衢州學(xué)院教師教育學(xué)院物理實(shí)驗(yàn)中心3衢州學(xué)院教師教育學(xué)院物理實(shí)驗(yàn)中心4壓電換能器SV5型聲速測(cè)量組合儀壓電換能器數(shù)顯表頭鼓輪止動(dòng)螺絲信號(hào)入、出信號(hào)插頭衢州學(xué)院教師教育學(xué)院物理實(shí)驗(yàn)中心5劍橋大學(xué)三一學(xué)院里的“牛頓蘋果樹”

SV5型聲速測(cè)量專用信號(hào)源主要向聲速測(cè)量組合儀提供高頻交流電衢州學(xué)院教師教育學(xué)院物理實(shí)驗(yàn)中心61.駐波法測(cè)量聲波波長駐波：當(dāng)兩列振幅、頻率、震動(dòng)方向相同且相位差恒定的兩列波沿同一直線相向傳播時(shí)，形成振幅不隨時(shí)間變化的波。波節(jié)：駐波波形中，振幅始終為零的位置。波腹：駐波波形中，出現(xiàn)振幅為最大的位置。波動(dòng)理論證明，相鄰波腹或相鄰波節(jié)的距離都是半波長。

原理將S2所接收的聲波信號(hào)送入示波器，移動(dòng)S2位置，從示波器上會(huì)發(fā)現(xiàn)當(dāng)S2在某些位置時(shí)接收波的振幅有最大值或最小值。顯然，波幅最大處就是駐波的波腹位置，波幅最小處就是駐波的波節(jié)位置。S1入射波反射波S22.相位法（李薩如圖法）測(cè)量聲速恒定S1高頻交流電雙蹤示波器S2S1發(fā)出聲波后，在其周圍聲場中任一點(diǎn)介質(zhì)的振動(dòng)相位是隨時(shí)間而變化的，但它和聲源S1的振動(dòng)相位差恒定。將S1和S2的信號(hào)分別輸入到示波器的X軸和Y軸：同相斜率為正的直線反相斜率為負(fù)的直線移動(dòng)S2位置，當(dāng)合振動(dòng)為直線的圖形斜率正負(fù)變化一次時(shí)，S2移動(dòng)的距離Δx=λ/2。3.時(shí)差法測(cè)量聲速前兩種方法測(cè)量聲速原理正確，但測(cè)量誤差較大。時(shí)差法是將脈沖調(diào)制的電信號(hào)加到發(fā)射換能器上，聲波在介質(zhì)中傳播，經(jīng)過t時(shí)間后，到達(dá)L距離處的換能接受器，利用v=L/t求出傳播速度。用逐差法求注意事項(xiàng)時(shí)差法測(cè)量固體聲速，安裝和卸載待測(cè)棒時(shí)，都要先撥出接收換能器尾部的連接插頭，以免折斷里邊的導(dǎo)線！