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超声波在不同介质中的速度,宋琳哲2017.03.04,1,背景介绍声波是机械纵波,可在固体、液体和气体中进行传播.频率大于20kHz的称为超声波，对波的传播,一般都是指理想的简谐波，而实际传播的往往是非简谐波,即由多种频率成分组合的波.超声波在传播的过程中会存在速度的分离情况，所谓的群速度和相速度。,2,基本概念,相速度:对简谐波而言，指的是相位传播的速度，也指波形传播的速度。群速度：指的是在合成波包峰(最大位移)的传播速度,也指能量和信息传播的速度.,3,推导过程,相速度:如图1所示,设有频率为的振动波y=Acos(t-kx),k=2/,其传播方向由A向B.则波由A传播到B的速度定义为相速,要保持相位不变的条件是:t-kx=常数.(1)dt-kdx=0,由定义可知相速Cp为Cp=dx/dt=/k=f.(2)图一振动波图形,4,5,群速和相速的关系,6,测量方法：实验系统框图如图3所示,信号发生器通过超声头输出超声波,超声由水槽壁的一端传向另一端.将压电接收头放入水槽中,同时将信号输入到示波器中,压电接收头的移动距离可以在刻度尺上读出来.信号发生器可以选择“正弦”“脉冲”的方式输出,分别用来测量相速和群速.,7,8,9,实验结果,在本实验中介质为液体，比如水、甘油、乙醇，由此我们可以联想到这种测量方法也可以应用到其他介质中，比如肌肉，这样我们根据做相关的实验就可以求出超声波在肌肉中传播时的群速度和相速度以及研究群相分
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