【正文】 部分 一、寫出示波器以下標(biāo)號(hào)的功能（用中文表述），并復(fù)習(xí)它們的位置（參本考課本 P148圖圖 1913）： 28 26 31 35 16 37 39（或 11） 19 27 23 25 二、在下圖方框中標(biāo)出函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的四個(gè)部位分別對(duì)應(yīng) 哪個(gè)選項(xiàng)。當(dāng)波源的頻率和駐波系統(tǒng)的固有頻率相等時(shí)，此駐波的振幅才達(dá)到最大值，此時(shí)的頻率為共振頻率。發(fā)射器的平面端面用以產(chǎn)生平面聲波；接收器的平面端面則為聲波的接收面和反射面。 2）把示波器的“ Yinput”接超聲波測(cè)速儀的接收器 S2,示波器“ X輸入”聯(lián)接到低頻信號(hào)發(fā)生器的電壓輸出（不能接同步輸出）。 共振干涉法、相位比較法、時(shí)差法這三種方法的偶然誤差主要來(lái)源是讀數(shù)誤差 .在實(shí)驗(yàn)過程中 ,雖然測(cè)試的距離值由數(shù)顯標(biāo)尺來(lái)讀數(shù) ,而且數(shù)顯標(biāo)尺可自動(dòng)讀數(shù) .但是位置的確定要從示波器的波形位置來(lái)確定 .而示波器的波形位置直接決 定了數(shù)顯標(biāo)尺觚的值 .波形最大或最穩(wěn)定則是人為認(rèn)定的 .從這個(gè)角度來(lái)看 ,它們的偶然誤差也是一樣的 .以上四個(gè)方面比較表明 ,共振干涉法和相位比較法無(wú)論是原理、儀器、操作 ,還是誤差分析 ,有更多的共同之處 .而時(shí)差法則和前兩個(gè)方法的不同則更多一些 .共振干涉法和相位比較法一直是實(shí)驗(yàn)室研究中經(jīng)常用到的 ,而時(shí)差法則比較經(jīng)常出現(xiàn)在工業(yè)測(cè)量上 .【 1】 聲速的測(cè)量方法有多種 ,實(shí)驗(yàn)室常用方法是利用聲速與聲波頻率 ,及波長(zhǎng)的關(guān)系進(jìn)行測(cè)量 .諧振頻率 ,由頻率計(jì)直接讀出 ,關(guān)鍵是測(cè)出聲波的波長(zhǎng) .由于超聲波波長(zhǎng)短、容易測(cè)量、不可聞等優(yōu)點(diǎn) ,多 數(shù)實(shí)驗(yàn)室選用超聲聲速測(cè)定儀 ,調(diào)節(jié)兩換能器互相平行進(jìn)行測(cè) 量 .但在該實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn) ,聲速測(cè)定儀兩換能器互成某一角度時(shí) , 接收換能器也能夠接收到交變信號(hào) ,是否能夠利用這一交變信號(hào)測(cè)量聲速呢 ? 成任意角度 ,從而使接收換能器能在發(fā)射換能器的不同方位上測(cè)量聲波 ,必須在聲 速測(cè)定儀的基礎(chǔ)上進(jìn)行簡(jiǎn)單的改進(jìn) .聲速測(cè)定議的結(jié)構(gòu)如圖 l 所示 ,一換能器固定在邊沿上 ,另一換能器固定在可移動(dòng)底座上 ,但換能器的方向不能自由轉(zhuǎn)動(dòng) .據(jù)此 ,用鋁合金制成如圖 2 所 示的延長(zhǎng)臂 A 和換能器套圈 ,裝上延長(zhǎng)臂 ,并用套圈固定螺絲套緊 。對(duì)利用相位比較法測(cè)量的結(jié)果影響不大 ,因?yàn)橄辔槐容^法 ,比較的是發(fā)射波與人射波的相位差 ,而不是能量的幅值 ,只要找到相位相等的相鄰點(diǎn)的位置 ,即可測(cè)量出波長(zhǎng)的大小。 一般的信號(hào)發(fā)生器輸出頻率的相對(duì)誤差為 1%【 3】 ,發(fā)射器的固有頻率在 40K左右 ,所以絕對(duì)誤差為 400赫茲左右 ,可見 ,產(chǎn)生的影響是較大的。 ： 1）共振頻率的不穩(wěn)定。掃描檔 TIME/DIV為 20us，觸發(fā)源（觸發(fā) TRIG）選擇“內(nèi)同步 INT”；觸發(fā)方式為“自動(dòng)”。此距離 2 可由超聲聲速測(cè)定儀上的游標(biāo)卡尺測(cè)得，頻率可由低頻信號(hào)發(fā)生器上的頻率計(jì)讀得，根據(jù) V f，就可求出聲速。 注意：本實(shí)驗(yàn)用的聲速測(cè)定裝置動(dòng)子是發(fā)射端，定子是接收端。 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟 （ 11） 如圖所示連接好電路 ,讓 1S 與 2S 靠近并留有適當(dāng)?shù)目障?,使兩端面平行且與游標(biāo)尺正交。 。由縱波的性質(zhì)知 ,駐波波節(jié)處的聲壓最大。聲速測(cè)量實(shí)驗(yàn)報(bào)告（共五篇） 第一篇：聲速測(cè)量實(shí)驗(yàn)報(bào)告 聲速測(cè)量實(shí)驗(yàn)報(bào)告 姓名 ::陳巖松 學(xué)號(hào) :5501215012 班級(jí) ::本碩實(shí)驗(yàn)班 1151班 實(shí)驗(yàn)名稱 聲速的測(cè)量 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 。 聲波就是一種縱波。 。移動(dòng)接收器到某個(gè)共振位置時(shí) ,示波器上又會(huì)出現(xiàn)最強(qiáng)的信號(hào) ,繼續(xù)移動(dòng)到某個(gè)共振位置 ,則兩次共振位置之間的距離即為 2 實(shí)驗(yàn)儀器 聲速測(cè)量?jī)x、示波器、信號(hào)發(fā)生器。記下此時(shí)頻率。由式（ 1）可知，任意兩個(gè)相鄰共振狀態(tài)之間，即 S2 所移過的距離為： 2（ 2） 相當(dāng)于 L 改變了 2。 3）壓入示波器電源開關(guān)，把示波器 Y衰減開關(guān) VOLTS/DIV置 檔， Y 輸入方式置 AC 位。 2）相位法測(cè)量?jī)?yōu)于駐波法測(cè)量。因?yàn)橹C振時(shí) ,振動(dòng)最強(qiáng) ,信號(hào)發(fā)生器輸出信號(hào)頻率漂移時(shí) ,使發(fā)射器工作在非諧振狀態(tài) ,所以產(chǎn)生的超聲波強(qiáng)度就變小 ,同時(shí)因頻率變化而導(dǎo)致波長(zhǎng)發(fā)生變化 ,共振干涉點(diǎn)的位置 ,也發(fā)生變化 ,接收器就難以找到確切的共振干涉點(diǎn) ,測(cè)量結(jié)果就有更大的誤差。【 4】可見相位比較法只與頻率有關(guān) ,與能量無(wú)關(guān) ,而共振干涉法與頻率和能量均有關(guān) ,測(cè)量結(jié)果沒有相位比較法的準(zhǔn)確。延長(zhǎng)臂 A的另一端用螺絲跟 B套緊后 ,在套圈 B裝 J二壓電陶瓷換能器 ,并旋緊邊沿上的三根螺絲 .改進(jìn)后的聲速測(cè)定儀如圖 3所示 .接收換能器與發(fā)射換能器的端面可以調(diào)節(jié)平行或者成任意角度 .改裝后的聲速測(cè)定儀還可以測(cè)量聲波在液體中的速度 ,在聲測(cè)定儀的前側(cè)放置一液體槽 ,延伸臂可以很方便地伸入液體內(nèi) ,測(cè)量超聲波在液體中的傳播速度如圖 4 所示 .聲速測(cè)定儀的改進(jìn) ,擴(kuò)大了儀器的使用范圍 .【 2】 根據(jù)諧振、共振和波的反射、迭加性質(zhì) ,測(cè) 量波的傳播速度的方法 ,是一種重要的思想方法 ,但在測(cè)量超聲波波速的方法和裝置中 ,存在三個(gè)影響測(cè)量結(jié)果的問題 :一是振動(dòng)源的穩(wěn)定性 ,二是觀察振動(dòng)情況的示波器靈敏度 ,三是發(fā)射器和接收器的固有頻率不相等。 3）把 S2 調(diào)回距 S1 大約 3cm，移動(dòng)接收換能器 S2，調(diào)節(jié)游標(biāo)卡尺微調(diào)螺絲，同時(shí)觀察示波器的圖形變化，使圖形為“ /”，記下 S2 初始位置 LO。壓電換能器產(chǎn)生的波具有平面性、單色性好以及方向性強(qiáng)的特點(diǎn)。 駐波系統(tǒng)的固有頻率不僅與系統(tǒng)的固有性質(zhì)有關(guān)，還取決于邊界條件，在聲速實(shí)驗(yàn)中， S S2 即為兩邊界，且必定是波節(jié)，其間可以有任意個(gè)波節(jié)，所以駐波的共振條件為： L n,n 1,2,3 2（ 1） 即當(dāng) S1 和 S2 之間的距離 L 等于聲波半波長(zhǎng)的整數(shù)倍時(shí)，駐波系統(tǒng)處于共振狀態(tài)，駐波振幅最大。 Ａ、ＣＨ１Ｂ、ＣＨ１使能Ｃ、ＣＨ２Ｄ、ＣＨ２使能 三、實(shí)驗(yàn)中在測(cè)量聲波波長(zhǎng)之前，必須確定系統(tǒng)的 頻率。此時(shí)相鄰兩波節(jié)間的距離等于半個(gè)波長(zhǎng) 2頻率 ((本實(shí)驗(yàn)中壓電陶瓷的固有頻率 ))時(shí) ,會(huì)產(chǎn)生駐波共振波腹處的振幅達(dá)到最大 值。 ,我覺得這個(gè)實(shí)驗(yàn)測(cè)聲速的方法還有其她用處 ,不僅僅就是測(cè)得聲波的速度 ,還可以測(cè)得其她一些以波的形式傳播的物質(zhì)的速度。 實(shí)際操作時(shí) ,我們用的就是利用李薩如圖形尋找同相或反相時(shí)橢圓退化成直線的點(diǎn)。 實(shí)驗(yàn)原理