利用示波器測(cè)聲速的研究性報(bào)告(編輯修改稿)
2025-09-10 22:07 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 樣頻率設(shè)置不合理或采集數(shù)據(jù)不足，易導(dǎo)致顯示波形失真；顯示復(fù)雜動(dòng)態(tài)變頻信號(hào)時(shí)會(huì)出現(xiàn)波形混疊現(xiàn)象等。聲速的測(cè)量與計(jì)算聲學(xué)測(cè)量是人們認(rèn)識(shí)聲學(xué)問(wèn)題本質(zhì)的一種實(shí)驗(yàn)手段，聲速是聲學(xué)研究中的一個(gè)重要的基本參量。它的測(cè)定特別是精確測(cè)定不僅有重要的基礎(chǔ)研究?jī)r(jià)值，而且在物質(zhì)的物理、化學(xué)性能（例如分子結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)以及多種物理效應(yīng)）的研究中也是一種重要的測(cè)量手段，在工程技術(shù)和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域（諸如測(cè)量厚度、料位、流量、溫度、硬度以及血流等）也有廣泛和重要的應(yīng)用。 聲速是指聲波在媒質(zhì)中的傳播速度。聲波能夠在除真空以外的所有物質(zhì)中傳播，其傳播速度由相應(yīng)媒質(zhì)的材料特性特別是力學(xué)參數(shù)決定，也與傳播模式（縱波、橫波、表面波等）有關(guān)。由于聲波的傳播模式會(huì)受到邊界的影響，因此通常給出的聲速都是指無(wú)限大介質(zhì)中的傳播速度。在空氣中聲波只能以縱波的形式存在。本實(shí)驗(yàn)的主要內(nèi)容是利用連續(xù)波方法測(cè)定空氣中的聲速。在波動(dòng)過(guò)程中，波的傳播速度、和波長(zhǎng)之間存在下列關(guān)系：因此只要測(cè)出聲波的頻率和波長(zhǎng)就可以算出聲速。它們是以壓電陶瓷為敏感元件做成的電聲轉(zhuǎn)換能器。當(dāng)把電信號(hào)加在的電端時(shí)，轉(zhuǎn)換器端面產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)（反向壓電效應(yīng)）并在空氣中激發(fā)出聲波。當(dāng)聲波傳遞到表面時(shí)，激發(fā)起端面的振動(dòng)，又會(huì)在其電端產(chǎn)生相應(yīng)的電信號(hào)輸出（正向壓電效應(yīng)）。信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生頻率為幾十kHz的交變電信號(hào)，其頻率可有頻率計(jì)精確測(cè)定。換能器端面發(fā)出相同頻率的聲波（屬于超聲波頻段，人耳聽(tīng)不見(jiàn)）。為了確定聲速，還要測(cè)定聲波的波長(zhǎng)。波長(zhǎng)測(cè)量本文兩個(gè)實(shí)驗(yàn)均采用振幅法測(cè)量聲波波長(zhǎng)。發(fā)出的聲波傳播到接收器后，在激發(fā)起振動(dòng)的同時(shí)又被的端面所反射。保持接收端面和發(fā)送器端面互相平行，聲波將在兩平行平面之間往返反射。因?yàn)槁暡ㄔ趽Q能器中的傳播速度和換能器的密度都比空氣要大得多，可以認(rèn)為這是一個(gè)以?xún)啥藙傂云矫鏋榻绲目諝庵恼駝?dòng)問(wèn)題。當(dāng)發(fā)送換能器所激發(fā)的強(qiáng)迫振動(dòng)滿(mǎn)足空氣柱的共振條件： 時(shí)，接收換能器在一系列特定的位置上將有最大的電壓輸出。式中是空氣柱的有效長(zhǎng)度，是空氣中的聲波長(zhǎng)，取正整數(shù)?？紤]到激勵(lì)源的末端效應(yīng)，式還應(yīng)附加一個(gè)校正因子： 式中，是空氣柱的實(shí)際長(zhǎng)度，即發(fā)送換能器端面到接收換能器端面之間的距離。在處于不同的共振位置時(shí)，因是常數(shù)，所以各電信號(hào)極大值之間的距離均為。由于波陣面的發(fā)散及其他損耗，故隨著距離的增大，各極大值的振幅逐漸減小。當(dāng)接收器沿聲波傳播方向由近而遠(yuǎn)移動(dòng)時(shí)。只要測(cè)出各
環(huán)評(píng)公示相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1