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声速测量实验预习报告书一、实验原理1 .理论计算声波在理想气体中的传播速度其中，为比热比，m为气体摩尔质量，t为绝对温度，R=8.31441J/(molK )室温t下干燥空气中的声速其中，但是，实际上空气并不干燥，所以修正后的结果是其中r为相对湿度，ps为饱和蒸汽压。2 .实验方法因此，只通过测量频率和波长就能求出声速。另外，可以从声源的振动频率得到声波频率，用相位法测量波长。 波可以看作是相位的传播。 沿着传播方向的任意两点，如果它们的振动状态相同，则同相或相位差为2的整数倍，此时两点之间的距离应该是波长的整数倍。当在发射器声波中沿传播方向移动接收器时，可总是找到接收器所接收的电信号与发射器的激励电信号同相的位置。 当继续操作接收器时，移动距离必须等于声波的波长，当接收到的信号再次与激励电信号同相时。 李萨如图可以用于确定当两个电信号处于同相或反相时椭圆退化到友斜或左斜线。二、实验步骤1 .连接回路。 函数信号发生器的输出端连接到超声波发生器的输入端和示波器的通道1的超声波接收器的输出端连接到示波器的通道2。 函数信号发生器为正弦波输出，频率为100kHz范围，输出宽度为峰值的10V左右。2 .用示波器观察施加在声波发射器上的电信号和超声波接收器输出的电信号。 首先将函数信号发生器的频率调整为大约40kHz，然后微调频率以最大化接收器的输出信号，并且记录此频率，即，超声波频率。 实验中如有变化，记录最大最小值，最后取平均值。3 .用相位法测量波长。 利用李萨如图找到同相点，每次遇到同相点时测量接收器的位置x，连续测量20个，并依次处理。 得到波长的平均值。 计算声速。4 .在测定开始时和结束时，记录室温t1和t2、相对湿度r1和r2，检测与平均室温对应的饱和蒸汽压。 如果温度不是整数值，用线性插值法求出正确的饱和蒸汽压值。 计算理论值，并与实验值进行比较。三、数据处理超声波频率f=40.009 kHz序列号xi/序列号xi/xi 10-xi/数值计算10.001188.4088.40=87.54 0.52 29.381297.0887.70318.3713105.5687.19427.3814114.3686.98536.2015123.0286.82644.7516132.0487.29753.6617140.9787.31862.3418149.8787.53970.7019158.8388.131079.6720167.6988.02理论计
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