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用驻波法测量超声波在空气中的传播速度 能否用驻波法或相位比较法测量声波在固体中传播的速度,为什么?

2020-10-03知识4

在驻波法测声速时,要求实验装置中s1和s2严格平行,这是为什么

用驻波法测量超声波在空气中的传播速度 能否用驻波法或相位比较法测量声波在固体中传播的速度,为什么?

最低0.27元开通文库会员,查看完整内容>;原发布者:巩乃斯的马2驻波法测量声速声波是一种在弹性媒质中传播的机械波,频率低于20Hz的声波称为次声波;频率在20Hz-20KHz的声波可以被人听到,称为可闻声波;频率在20KHz以上的声波称为超声波。超声波在媒质中的传播速度与媒质的特性及状态因素有关。因而通过媒质中声速的测定,可以了解媒质的特性或状态变化。声速测定在工业生产上具有一定的实用意义。一、实验内容1、用驻波法测定空气中的声速。2、用李萨茹图形的变化,观测位相差。3、了解时差法测定超声波的传播速度。二、实验仪器SVX-5型声速测试仪信号源SV-DH系列声速测试仪实验装置三、预备知识介绍1.声波频率介于20Hz~20kHz的机械波振动在弹性介质中的传播就形成声波,介于20kHz~500MHz的称为超声波,超声波的传播速度就是声波的传播速度,而超声波具有波长短,易于定向发射和会聚等优点,声速实验所采用的声波频率一般都e799bee5baa6e58685e5aeb931333433623765在20KHz~60kHz之间。在此频率范围内,采用压电陶瓷换能器作为声波的发射器、接收器、效果最佳。2.压电陶瓷换能器压电陶瓷换能器是由压电陶瓷片和轻重两种金属组成。压电陶瓷片是由一种多晶结构的压电材料。

用驻波法测量超声波在空气中的传播速度 能否用驻波法或相位比较法测量声波在固体中传播的速度,为什么?

能否用驻波法或者相位比较法测量声速在固体中传播的速度

用驻波法测量超声波在空气中的传播速度 能否用驻波法或相位比较法测量声波在固体中传播的速度,为什么?

超声波的测定用逐差法好处 由波动理论得知,声波的传播速度v与声波频率 和波长 之间的关系为.所以只要测出声波的频率和波长,就可以求出声速.其中声波频率可由产生声波的电信号发生器的振荡频率读出,波长则可用共振法和相位比较法进行测量.时差法可通过测量某一定间隔距离声音传播的时间来测量声波的传播速度.压电陶瓷换能器本实验采用压电陶瓷换能器来实现声压和电压之间的转换.它主要由压电陶瓷环片、轻金属铅(做成喇叭形状,增加辐射面积)和重金属(如铁)组成.压电陶瓷片由多晶体结构的压电材料锆钛酸铅制成.在压电陶瓷片的两个底面加上正弦交变电压,它就会按正弦规律发生纵向伸缩,从而发出超声波.同样压电陶瓷可以在声压的作用下把声波信号转化为电信号.压电陶瓷换能器在声—电转化过程中信号频率保持不变.如图1所示,S1作为声波发射器,它把电信号转化为声波信号向空间发射.S2是信号接收器,它把接收到的声波信号转化为电信号供观察.其中S1是固定的,而S2可以左右移动.共振法测量波长由声源S1发出的声波(频率为),经介质(空气)传播到S2,S2在接收声波信号的同时反射部分声波信号.如果接收面(S2)与发射面(S1)严格平行,入射波即在接收面上垂直反射,入射波与反射波相干涉形成驻波.反射面处是。

用驻波法测量声速时,改变 S1 和 S2 之间的距离时,示波器上的波形振幅有时极大有 1.共振干涉法测波长 ⑴ 接线与仪器的初步调节 1)按图6-1接好线路,打开电源开关预热15分钟,仪器自动工作在连续波方式.选择的介质为空气的初始状态.2)根据测量要求初步调节好示波器(参照示波器的使用调节).⑵ 谐振频率的调节(超声波频率f的确定)将信号源输出的正弦波信号频率调节到换能器的谐振频率,以使换能器发射出较强的超声波.方法如下:在两换能器s1和s2的发射面保持平行的前提下,调节s1和s2相距为1~2cm左右.调节声速测试仪信号源板面上“发射强度”旋钮,使信号源输出电压在10~15V之间.调节“信号频率”旋钮,使信号频率在25~45kHz之间.然后细调信号频率,同时观测示波器上显示的接收波的电压幅度变化.在信号源频率接近实验室提供的换能器谐振频率处(34.5~37.5kHz之间),电压幅度最大,同时声速测试仪信号源的信号指示灯亮,此时频率即为与压电换能器s1、s2相匹配的谐振频率,记录该频率FN(超声波频率),转动摇手鼓轮,改变s1和s2间的距离,适当选择位置,重新用上述方法调整频率,再次测定谐振频率FN,测量5次,取其平均值f为超声波的频率.⑶ 波长λ的测量 转动摇手鼓轮,由近及远地改变换能器s1到s2的间距,同时监测示波器的接收信号,记下第1,2,3,…,20个出现正弦波电压。

用驻波法测量声速时,改变 S1 和 S2 之间的距离时,示波器上的波形振幅有时极大有

大学物理实验 超声波传播速度的测量 1.1/2,1,相位法2.我感觉应该是相位法,因为驻波法是在信号最强的位置(即波节)读数,而这个位置在实验中不容易找准,可能不是最强的,相位法法中是在李萨如图形变为直线的时候读数,位置准确.产生误差的原因:1.声波的频率值准确度不够.2.波节位置不准,可能不是最强点.3.室内温度分布不均匀可能造成结果不准确.4.读数不准确.

用超声波测定空气中的声速,为什么要使接收器由离发射器最近处开始做远离发射器的 ha础户hi萤#bnъsx迹k〖j&测量声速最简单、最有效的方0法之m一g是利用声速v、振动频率f和波长3λ之f间的基本关系,即实验时用结构相同的一v对(发射器和接收器)超声压电陶瓷换能器,来作声压与s电压之j间的转换。利用示6波器观察超声波的振幅和相位,用振幅法和相位法测定波长1,由示8波器直接读出频率f。(一z)谐振频率 超声压电陶瓷换能器是实验的关键部件,每对超声压电陶瓷换能器都有其固有的谐振频率,当换能器系统的工o作频率处于s谐振状态时,发射器发出的超声波功率最大j,是最佳工s作状态。(二j)振幅法 由发射器发出的声波近似于p平面波。经接收器反7射后,波将在压电陶瓷换能器的两端面间来回反3射并且叠加。当两个d换能器之o间的距离等于z半波长0的整数倍时发生共振,产生共振驻波现象,波幅达到极大f。由纵波的性质可以3证明,振动位移处于l波节时,则声压是处于a波腹。接收器端面近似为5一x波节,接收到的声压最大b,经接收器转换成的电信号也t最强。声压变化8和接收器位置的关系可从2实验中1测出,当接收器端面移动到某个r共振位置时,示0波器上b会出现最强的电信号,如果继续移动接收器,将再次出现最强的电信号,两次共振位置之y间的距离即为18。6。

声速测定思考题 1、空气中的速度肯定不代表所有的速度,不同材料,不同温度的声速各部相同.2、换能器在谐振状态下,效率最高3、应该是能量守恒的道理,距离越大,平均能量就越小,振幅就越小.

#声波#逐差法#谐振频率#超声波发生器#超声波换能器

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