(答辩)利用智能手机软件实现共鸣法测量声速 2016年 北京市物理实验竞赛

1、2016年第九届北京市大学生物理实验竞赛年第九届北京市大学生物理实验竞赛编号：编号：2016973201697320162016年年1111月月2 20 0日日利用手机软件测量声速实验原理实验原理利用手机软件测量声速实验过程实验过程数据处理数据处理误差分析误差分析实验优点实验优点实验原理1 1实验原理1 1实验原理1 1实验原理1 1手机软件一：手机软件一：Function Generator波形选取波形选取声波声波频率调节频率调节声波声波信号输出信号输出实验原理1 1手机软件二：手机软件二：Sound Meter实时实时分贝值分贝值不同空气柱长度不同空气柱长度对应的响度对应的响度1000mL

2、1000mL大量筒大量筒透明亚克力管透明亚克力管（外径（外径40mm40mm，壁厚，壁厚2mm2mm，长度，长度50cm50cm）2 2部手机部手机2 2个手机软件个手机软件实验过程2 2数据处理3 3信号频率信号频率f/Hz f/Hz 测量测量次数次数600600112.06 40.18 337.44 337.52337.52337.522.412.41212.07 40.54 341.64 312.11 40.40 339.48 412.03 40.01 335.76 512.23 40.58 340.20 612.22 39.97 333.00 712.18 40.34 337.92 8

3、12.06 39.95 334.68 环境温度：环境温度：1212数据处理3 3信号信号频率频率f/Hzf/Hz第第1 1次测量次测量第第2 2次测量次测量第第8 8次测量次测量70070010.16 34.46 10.08 34.3910.05 34.35 339.85 339.85 339.851.96 1.96 9009007.4325.987.4226.107.4526.09336.51 336.51 336.511.98 1.98 110011005.7121.245.6821.015.68 21.01 339.87 339.87 339.872.64 2.64 130013004.

4、51 17.674.5517.654.5217.60338.13 338.13 338.133.12 3.12 150015003.62 14.843.64 15.053.6314.81338.59 338.59 338.593.30 3.30 环境温度：环境温度：1212337.52339.85338.52336.51336.75339.87338.76338.13339.08338.59290300310320330340350360370600700800900100011001200130014001500声速/米每秒声源的频率/赫兹数据处理3 3频率频率(Hz)(Hz)6007008

5、00900100011001200130014001500声速声速(m/s)(m/s)337.52 339.85 338.52 336.51 336.75 339.87 338.76 338.13 339.08 338.59 不同声源频率下声速的测量值不同声源频率下声速的测量值结论：确定介质中的声速与声波的频率无关结论：确定介质中的声速与声波的频率无关误差分析4 4频率频率(Hz)(Hz)6007008009001000声速声速(m/s(m/s)337.52339.85338.52336.51336.75相对误差相对误差0.334%0.354%0.038%0.632%0.561%频率频率(Hz)(Hz)1100110012001200130013001400140015001500声速声速(m/s)(m/s)339.87338.76338.13339.08338.59相对误差相对误差0.360%0.032%0.154%0.127%0.018%实验优点5 5 操作性强操作性