声速测量数据
Ⅰ 大学物理实验声速的测量谁能帮我弄一份 最好直接有数据 谢谢 +分30
实验原理
由波来动理自论可知,波速与波长、频率有如下关系:v = f λ,只要知道频率和波长就可以求出波速。本实验通过低频信号发生器控制换能器,信号发生器的输出频率就是声波频率。声波的波长用驻波法(共振干涉法)和行波法(相位比较法)测量。下图是超声波测声速实验装置图。
n 驻波法测波长
由声源发出的平面波经前方的平面反射后,入射波与发射波叠加,它们波动方程分别是:
叠加后合成波为:
y = ( 2Acos2pX/l ) cos2p ft
cos2pX/l = ±1 的各点振幅最大,称为波腹,对应的位置:
X =±nl/2 ( n =0,1,2,3……)
cos2pX/l = 0 的各点振幅最小,称为波节,对应的位置:
X = ±(2n+1)l/4 ( n =0,1,2,3……)
因此只要测得相邻两波腹(或波节)的位置Xn、Xn-1即可得波长。
n 相位比较法测波长
从换能器S1发出的超声波到达接收器S2,所以在同一时刻S1与S2处的波有一相位差:j = 2px/l其中l是波长,x为S1和S2之间距离
Ⅱ 声速测定的具体步骤及数据处理
(1).【目的和要求】
学习粗略测定声音速度的方法,了解空气中声速的大小。
【仪器和器材】
梆子,秒表或手表,卷尺。
【实验方法】
在高墙前或山谷中唱歌或叫喊时,往往可以听到回声,而且在早晨时回声最清晰响亮,因此本实验最好在早晨进行。首先选择好合适的实验场所,例如一堵高墙,高墙的前面平坦空旷。实验者站在离高墙的距离为R处,按照均匀的时间间隔T敲打梆子。当听到反射回来的第一次梆子声与打出来的第二次梆子声完全重叠时,则表示每次梆子发出的声音传到高墙并被高墙反射回来到达实验者处的时间刚好等于敲梆子的时间间隔T。因此声音传播的速度v为v=2R/T
(2)1.站在离高墙100米或更远的距离,以一定的时间间隔敲打梆子。
2.注意控制敲梆子的节拍,使从高墙处反射回来的梆子声与敲出来的声音相重叠。
3.站在旁边的学生由一人报出敲击的次数,其他学生同时用秒表或手表计时。测出敲击20次至50次的时间间隔t,并由所得的结果计算出敲梆子的时间间隔T(秒)。
4.用卷尺测出敲击地点到高墙的距离R(米)。
5.将所得的数据代入公式v=2R/T求出声速v米。同时要记下测量时空气的温度,因为空气中声音传播的速度与温度有关。
【注意事项】
1.实验者离墙的距离以能清晰地听到回声为宜。
2.若每隔一次听到敲击声与回声重合,则声速公式v=2R/T。实验内容
(3)1、连接测量系统。函数信号发生器的输出与发射换能器和示波器的X(Y2)输入并联连接,接收换能器的输出与示波器的Y1输入连接。
2、练习使用函数信号发生器和示波器。
(1)用示波器观察由信号发生器提供的不同的波形信号。
(2)用示波器观察李萨如图形。
3、调节谐振频率。信号发生器输出正弦信号,频率调节到换能器的谐振频率,记下谐振频率f。这时,换能器发射出的超声波最强。
4、利用驻波法测量声速。
(1)信号发生器输出频率处于谐振频率;示波器Y轴工作方式选择开关置于Y1,“拉Y1 (X)”旋钮推进。
(2)从两换能器相距1cm左右开始,由近及远移动接收换能器,观察示波器上的接收信号的变化情况,记下第1、2、3、……、20个出现正弦波极大值时接收换能器的位置即游标卡尺的读数L1、L2、L3、……、L20。
(3)采用逐差法求出波长λ,进而求出声速v;计算声速的不确定度,表示测量结果。
5、利用相位比较法测量声速。
(1)信号发生器输出频率处于谐振频率;示波器Y轴工作方式选择开关可以置于任意位置,“拉Y1(X)”旋钮拉出。
(2)从两换能器相距1cm左右开始,由近及远移动接收换能器,观察示波器上李萨如图形的变化情况,记下第1、2、3、……、20个出现直线时接收换能器的位置即游标卡尺的读数L1、L2、L3、……、L20。
(3)采用逐差法求出波长λ,进而求出声速v;计算声速的不确定度,表示测量结果。
仪器简介
1、超声声速测定仪:主要由两个超声压电换能器和游标卡尺组成;超声压电换能器可以实现声
压和电压之间的相互转换,分别用于发射和接收超声波;游标卡尺用来测量声波发射面和接
收面之间的距离。
2、函数信号发生器:提供适当频率的正弦电信号给压电换能器来发射超声波。
3、双踪示波器:
(1)观察和测量接收换能器将声压转换成的电信号;
(2)观察发射电信号和接收电信号两个相互垂直简谐振动叠加产生的李萨如图形,测量相位差。
找得很辛苦
Ⅲ 声速测量怎么用最小二乘法处理数据
最小二乘法原理
在我们研究两个变量(x, y)之间的相互关系时,通常可以得到内一系列成对的数据(x1, y1、x2, y2... xm , ym);将容这些数据描绘在x -y直角坐标系中(如图1), 若发现这些点在一条直线附近,可以令这条直线方程如(式1-1).
Y计= a0 + a1 X (式1-1)
其中:a0、a1 是任意实数
为建立这直线方程就要确定a0和a1,应用《最小二乘法原理》,将实测值Yi与利用(式1-1)计算值(Y计=a0+a1X)的离差(Yi-Y计)的平方和〔∑(Yi - Y计)2〕最小为“优化判据”.
你测的数据 是时间X和距离Y, 用所测数据确定a0,a1
Ⅳ 物理的力学实验,声速的测量中,测量的结果值,如何利用逐差法进行实验数据处理谢谢
看你测量的是什么数据了,如果测量的数值是声速,用平均值就可以了;如果是别的数据,则要根据公式计算吧。
例如计算加速度,测量的是s1、s2、s3、s4、s5、s6,由公式:s4-s1=3aT^2;s5-s2=3aT^2; s6-s3=3aT^2;求出每一项的加速度,再求平均值得 a=[(s4+s5+s6)-(s1+s2+s3)]/9T^2。
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