【正文】 圍內 ,可使誤差減少到儀器所能達到的最小程度。對利用共振干涉法測 量波長影響較大 ,因為共振干涉法比較的是能量的大小 ,找的是能量最大值的位置 ,即共振點 ,不同的固有頻率使得出現(xiàn)能量最大值的位置增多 ,范圍變寬 ,能量幅度最大值不再是一個位置 ,而是一個區(qū)間 ,從而使測量誤差增大?！?4】可見相位比較法只與頻率有關 ,與能量無關 ,而共振干涉法與頻率和能量均有關 ,測量結果沒有相位比較法的準確。 參考文獻 【 1】黃賢群 .SW1 型聲速測定儀的改進及聲速測量方法的研究 .韓山師范學院學報 ,2021,29(06:4952【 2】毛杰健 ,楊建榮 .超聲波波速測量裝置中存在的三個問題 .上饒師范學院學報 ,2021,22(06:3839【 3]江蘇洪澤瑞特電子設備有限公司 .豁 1麟 5型功率函數(shù)信號發(fā)生器技術說明書〔 【 4】鄧麗娟 .SV4型聲速組合測定儀測聲速三種方法的比較 .寧德師專學報 (自然科學版 ,2021,20(04:411413 第五篇：聲速的測定實驗報告 聲速的測定實驗報告 實驗目的 （ 1）學會用駐波法和相位法測量聲波在空氣中傳播速度。（ 3）學會用逐差法處理數(shù)據(jù)。 實驗原理 3． 1 實驗原理 聲速 V、頻率 f 和波長λ之間的關系式為 V f驗方法測量聲波的頻率 f 和波長λ，即可求得聲速 V。 3． 2 實驗方法 3． 2． 1駐波共振法（簡稱駐波法） S1 發(fā)出的超聲波和 S2 反射的超聲波在它們之間的區(qū)域內相干涉而形成駐波。 駐波系統(tǒng)的固有頻率不僅與系統(tǒng)的固有性質有關，還取決于邊界條件，在聲速實驗中， S S2 即為兩邊界，且必定是波節(jié)，其間可以有任意個波節(jié)，所以駐波的共振條件為： L n,n 1,2,3 2（ 1） 即當 S1 和 S2 之間的距離 L 等于聲波半波長的整數(shù)倍時，駐波系統(tǒng)處于共振狀態(tài)，駐波振幅最大。當 L 不滿足（ 1）式時，駐波系統(tǒng)偏離共振狀態(tài)，駐波振幅隨之減小。由式（ 1）可知，任意兩個相鄰共振狀態(tài)之間，即 S2 所移過的距離為： 2（ 2） L 改變了 2。 3． 2． 2兩個相互垂直諧振動的合成法（簡稱相位法） 在示波器熒光屏上就出現(xiàn)兩個相互垂直的同頻率的諧振動的合成圖形 —— L Ln 1 Ln n1 2 n 2 X Y 2XY Cos 2 1Sin2 2 1 A1A2 A1 A2 5） 在一般情況下，此李沙如圖形為橢圓。 2yx 1 2 1 222時，得 A1A2，軌跡為以坐標軸為主軸的橢圓當 2 2 1 y A2xA1，軌跡為處于第二和第四象限的一條直線。顯然， LL Ln 1 Ln )2隨著振動相位差從 0 16—— 2(a)→（ b）→ (c)變化。測得波長和頻率 f，根據(jù) V f 實驗內容 （ 1）熟悉聲速測定儀 該儀器由支架、游標卡尺和兩只超聲壓電換能器組成。 兩只超聲壓電換能器，一只為發(fā)射聲波用（電聲轉換），一只為接收聲波（聲電轉換），其結構完全相同。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 的特點。 （ 2）駐波法測量聲速 1）按圖接好線路，把換能器 S1 引線插在低頻信號發(fā)生器的“功率輸出孔”，把換能器 S2 接到示波器的“ Yinput”。 3）壓入示波器電源開關，把示波器 Y衰減開關 VOLTS/DIV置 檔， Y 輸入方式置 AC 位。 4）移動 S2 位置，目測 S1 與 S2的距離為 3cm 左右，調整低頻信號發(fā)生器的“頻率調節(jié)”波段開關，調節(jié)頻率微調電位器，使數(shù)碼顯示屏的頻率讀數(shù)為 — 范圍。記下頻率 f值（實驗過程中，頻率 f 不許改變，否則影響實驗數(shù)據(jù)）。 6）注意：實驗過程中不要用手觸摸兩個換能器，以免影響測量精確性。記下 S2 的初始位置 L0。（ 3）相位法測聲速 1）把示波器觸發(fā)方式選擇“外接”。 3）把 S2 調回距 S1 大約 3cm，移動接收換能器 S2，調節(jié)游標卡尺微調螺絲，同時觀察示波器的圖形變化，使圖形為“ /”，記下 S2 初始位置 LO。 5）實驗完畢，關掉電源，整理好儀器 實驗參考數(shù)據(jù) 1）駐波法測量聲速 共振頻率 f= 表 1 駐波法測量波長的測量數(shù)據(jù) 次序 Li10 3mm 次序 Li10 3mm Li 5 Li10 3mmvLI 5 Li10 3mm 678910 逐差法處理表 1數(shù)據(jù) 152SL L vLi 5 Li I 5in 1i 1 標準偏差= 5 Li vLI 5 Li uB m3 合成不確定度為 222222uLI 5 LI uA uB SL u (mm) LBi 5i 3 頻率 f不確定度聲速 V的相對不確定度 EV (uff) (2uf mf (HZ) uLI 5 LiLi 5 Li)2 () () % 聲速的計算 V 22f(Li 5 Li) (m/s)55 聲速 V 不確定度為 uV VEV 3(m/s) V V uV (m/s)(p) EV % 2）相位法測量聲速 參考駐波法。 2）相位法測量優(yōu)于駐波法測量。 2）換能器的不完全平行。 4）隨著換能器的距離的增加能量會有減弱。