西安交大物理仿真實驗實驗報告[五篇](編輯修改稿)
2025-04-29 18:01 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 它們波動方程分別就是 : 疊加后合成波為 :振幅最大得各點稱為波腹，其對應(yīng)位置： 振幅最小得各點稱為波節(jié)，其對應(yīng)位置： 因此只要測得相鄰兩波腹 (或波節(jié) )得位置 Xｎ、Ｘ n— 1 即可得波長。 相位比較法測波長從換能器 S1 發(fā)出得超聲波到達(dá)接收器 S2，所以在同一時刻 S１與 S2處得波有一相位差：。因為 x改變一個波長時 ,相位差就改變２π。利用李薩如圖形就可以測得超聲波得波長。 四、實驗內(nèi)容 ２ .調(diào)整儀器（１ )示波器得使用與調(diào)整使用示波器時候，請先調(diào)整好示波器得聚焦。然后鼠標(biāo)單擊示波器得輸入信號得接口 ,把信號輸入示波器 .接著調(diào)節(jié)通道 1,2 得幅度微調(diào)，掃描信號得時基微 調(diào)。最后選擇合適得垂直方式選擇開關(guān)，觸發(fā)源選擇開關(guān)，內(nèi)觸發(fā)源選擇開關(guān) ,Auｔｏ — Nｏ rmＸ－ Y 開關(guān) ,在示波器上顯示出需要觀察得信號波形。輸入信道得信號就是由實驗線路得連接決定得。 (２）信號發(fā)生器得調(diào)整根據(jù)實驗得要求調(diào)整信號發(fā)生器，產(chǎn)生頻率大概在 35Ｋ Hz 左右 ,幅度為 5Ｖ得一個正弦信號。由于本實驗測聲速得方法 需要通過換能器（壓電陶瓷）共振把電信號轉(zhuǎn)為聲信號 ,然后再轉(zhuǎn)為電信號進(jìn)行得，所以在開始測量前需要調(diào)節(jié)信號得頻率為換能器得共振頻率。在尋找共振頻率時 ,通過調(diào)節(jié)信號發(fā)生器得微調(diào)旋鈕 ,觀察示波器上信號幅度就是否為最大來逐步尋找得。 （ 3）超聲速測定儀得使用在超聲速測定儀中 ,左邊得換能器就是固定得 ,右邊得換能器就是與游標(biāo)卡尺得滑動部分連接在一起得。這樣，左右換能器間得距離就可以通過游標(biāo)卡尺來測量出來 ,在上圖得下半部分就是一個放大得游標(biāo)卡尺得讀數(shù)圖。 3。實驗內(nèi)容 尋找到超聲波得頻率 (就就是換能 器得共振頻率 )后，只要測量到信號得波長就可以求得聲速。我們采用駐波法與相位比較法來測量信號波長： (1）駐波法 信號發(fā)生器產(chǎn)生得信號通過超聲速測定儀后，會在兩個換能器件之間產(chǎn)生駐波。改變換能器之間得距離 (移動右邊得換能器）時 ,在接收端（把聲信號轉(zhuǎn)為電信號得換能器 )得信號振幅會相應(yīng)改變。當(dāng)換能器之間得距離為信號波長得一半時 ,接受端信號振幅為最大值。 實驗中調(diào)節(jié)示波器得垂直方式選擇開關(guān) ,觸發(fā)源選擇開關(guān) ,內(nèi)觸發(fā)源選擇開關(guān) ,Ａ uｔ oＮ ormXＹ開關(guān)，使屏幕上顯示出接受端信號，圖見前面“ 調(diào)整儀器”中“示波器得使用與調(diào)整”部分。然后 ,一邊移動右邊換能器，一邊觀察示波器上得信號幅度。當(dāng)信號幅度為最大值時 ,通過放大得游標(biāo)卡尺讀出此時換能器間得距離。兩個相鄰得信號幅度最大時換能器間得距離差就就是波長得一半。 （２）相位比較法 由于兩個換能器間有距離 ,這樣在兩個換能器處得信號有一相位差。當(dāng)換能器間距離改變一個波長時 ,相位差改變 2p。 實驗中調(diào)節(jié)示波器得垂直方式選擇開關(guān) ,觸發(fā)源選擇開關(guān)，內(nèi)觸發(fā)源選擇開關(guān) ,Ａｕｔ oNorm－Ｘ Y 開關(guān)，使屏幕上顯示出兩個換能器端信號產(chǎn)生得李撒如 圖（見圖１ 1） .然后 ,一邊移動右邊換能器，一邊觀察示波器上得李撒如圖。當(dāng)觀察到兩 個信號得相位差改變 2 時，通過放大得游標(biāo)卡尺讀出此時換能器間得距離 .五、注意事項： S1 與 S2 端面得平行。 2。信號發(fā)生器輸出信號頻率與壓電換能器諧振頻率 f0 保持一致 . 六、實驗經(jīng)過及數(shù)據(jù)記錄 :（ 1）駐波法測聲速 連線如圖 調(diào)節(jié)各儀器到如下圖所示狀態(tài)（所示波峰峰值最大） : 讀數(shù)：３、９ 8mｍ ；再調(diào)節(jié)聲速測試儀 ,使所示波峰峰值重新達(dá)到最大 讀數(shù)： 2８ｍ m ； :示所下如錄記，據(jù)數(shù)組多出讀，推類此以 ?1４、 36ｍ m 1５ 4ｍ m ２４、 88mm ２９、 98mm 3 28mｍ 4２ mm ４ ６ 6mm 50、７ 4mｍ ５５、 94mm 6 12mm 6３６ mm ７ 56mｍ ７ ８ 2mｍ 8 9８ｍｍ 8７、 14ｍ m 9 34mm 9 66mm 10２、 76mm 10０ 4mm 1１ 12mm (2）相位比較法 連線如圖 調(diào)節(jié)各儀器到如下圖所示狀態(tài)： 讀數(shù)： 2０ mm ；再調(diào)節(jié)聲速測試儀，使所示波型與前一次相同： 讀數(shù) :1６ 2mm ；以此類推，讀出多組數(shù)據(jù) ,記錄如下 : ３ 0、 00ｍ m ４ 0、 4２ mm ５ 0、８ 2mm 6 1８ｍ m ７１、 6２ｍ m 8 00mm 9４ 2mm 10２、 82ｍ m 11 18mm 12５ 8mm
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