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  kuzheshuoaini6 2013-10-23 00:00:00

  一般要利用光幫助測定。如選定一個距離（比較遠），在目標點同時放光（或煙霧）和聲音，在預定測量點看到光（或煙霧）時開始計時，聽到聲音時計時結(jié)束，時間差即為聲音的傳播時間，用已知的距離除以這個時間得到的就是聲速。

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  攸友嬰 2013-10-23 00:00:00

  【實驗內(nèi)容】 1．共振干涉法測波長 ⑴ 接線與儀器的初步調(diào)節(jié) 1）按圖6-1接好線路，打開電源開關預熱15分鐘，儀器自動工作在連續(xù)波方式。選擇的介質(zhì)為空氣的初始狀態(tài)。 2）根據(jù)測量要求初步調(diào)節(jié)好示波器（參照示波器的使用調(diào)節(jié)）。 ⑵ 諧振頻率的調(diào)節(jié)（超聲波頻率f的確定） 將信號源輸出的正弦波信號頻率調(diào)節(jié)到換能器的諧振頻率，以使換能器發(fā)射出較強的超聲波。方法如下： 在兩換能器s1和s2的發(fā)射面保持平行的前提下，調(diào)節(jié)s1和s2相距為1～2cm左右。調(diào)節(jié)聲速測試儀信號源板面上“發(fā)射強度”旋鈕，使信號源輸出電壓在10～15V之間。調(diào)節(jié)“信號頻率”旋鈕，使信號頻率在25～45kHz之間。然后細調(diào)信號頻率，同時觀測示波器上顯示的接收波的電壓幅度變化。在信號源頻率接近實驗室提供的換能器諧振頻率處（34.5～37.5kHz之間），電壓幅度Z大，同時聲速測試儀信號源的信號指示燈亮，此時頻率即為與壓電換能器s1、s2相匹配的諧振頻率，記錄該頻率FN（超聲波頻率），轉(zhuǎn)動搖手鼓輪，改變s1和s2間的距離，適當選擇位置，重新用上述方法調(diào)整頻率，再次測定諧振頻率FN，測量5次，取其平均值f為超聲波的頻率。 ⑶ 波長λ的測量 轉(zhuǎn)動搖手鼓輪，由近及遠地改變換能器s1到s2的間距，同時監(jiān)測示波器的接收信號，記下第1，2，3，…，20個出現(xiàn)正弦波電壓幅度Z大的特定位置l1，l2，l3，…，l20。注意利用游標尺的刻度準確地確定這些l值。轉(zhuǎn)動搖手鼓輪時注意連續(xù)向一個方向轉(zhuǎn)動（為什么？）。注意測試過程中保持換能器s1和s2表面相互的平行。用逐差法計算出λ值。數(shù)據(jù)記錄與計算用列表法進行。以下表格供參考。 i li（cm） i+10 li+10（cm） （cm） 1 11 2 12 ┆ ┆ 10 20 2．相位比較法測波長（利用李薩如圖形找出同相點求波長） ⑴ 在“共振干涉法測波長”中測定換能器諧振頻率f的基礎之上，將示波器的掃描時間開關（TIME/DIV）置于“x - y”位置。 ⑵ 轉(zhuǎn)動距離調(diào)節(jié)鼓輪，觀測示波器上顯示的李薩如圖形為一特定角度的斜線（某一特定相位點）時，記錄下此時s2的距離l1（l1值仍由游標尺的刻度讀出）。向同一方向移動換能器s2接收面，使示波器上觀察的波形又回到前述的特定角度斜線位置（同相點），記錄下此時s2接收面的距離l2。依上方法，連續(xù)向同一方向轉(zhuǎn)動距離調(diào)節(jié)手輪，對出現(xiàn)的每一同相點，分別記錄下相應的位置l3，l4，…，l20，即20個同相點的位置。 用逐差法求出波長的平均值 （ cm）。 3．根據(jù)測定的超聲波頻率 和用上二種方法測定的波長 ，分別計算兩種方法測定的在該室溫下超聲波在空氣中的傳播速度 （m/s）。 4．時差法測量聲速 將測試方法設置到脈沖方式。將s1和s2之間的距離調(diào)到一定距離（≥50mm）。再調(diào)節(jié)接收增益，使顯示的時間差值讀數(shù)穩(wěn)定，此時儀器內(nèi)置的定時器工作在Z佳狀態(tài)。然后記錄此時的距離值和顯示的時間值li-1、ti-1（時間由聲速測試儀信號源時間顯示窗口直接讀出）。移動s2，同時調(diào)節(jié)接收增益使接收信號幅度始終保持一致。記錄下這時的距離值和顯示的時間值li、ti。則聲速vi=（li-li-1）/（ti-ti-1）。測量5次計算出vi值，取其平均值為測量結(jié)果。 *5．測量液體介質(zhì)中的聲速 當使用液體為介質(zhì)測試聲速時，先在測試槽中注入液體，直至把換能器完全浸沒，但不能超過液面線。然后將信號源面板上的介質(zhì)選擇鍵切換至“液體”，采用前述方法，即可進行測試，步驟相同。 但是，由于聲波在液體中衰減較小，發(fā)射出的聲波在很多因素的影響下產(chǎn)生多次反射疊加，在接收換能器表面已經(jīng)是多個回波的疊加（混響），疊加后波形的駐波特征較為復雜，并不是可根據(jù)單純兩列波疊加來觀察它的幅度變化，來求出波長。因此用通常的兩束波的疊加的公式求波速，其精度已大為下降，會導致測量結(jié)果不確定性的增大。

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