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实验4.8
实验简介
实验目的
实验原理
实验仪器

声速测量
实验内容
注意事项
思考题

实验简介
声速的测量方法可分为两大类：1.直接法(脉冲法)，
利用关系式，测出传播距离和所需时间后，即可算出
声速；2.间接法(波长-频率法)，利用关系式，测出其
频率和波长来计算声速。本实验采用的共振干涉法和
相位比较法属于后一类。
超声波是频率为2×104~109Hz的机械波，
它具有波长短，能定向传播的优点。

实验目的
1.掌握用不同方法测定声速的原理和技术

2.进一步熟悉示波器和信号源的使用方法
3.了解发射和接收超声波的原理和方法。
4.加深对纵波波动和驻波特性的理解

实验原理
一、超声波的产生与接收
压电陶瓷换能器:
电讯号

最大换能状态

可以实现声压和电压之间的转换

谐振频率

机械谐振

实验原理
二、共振干涉法
驻波共振现象产生的条件：S1与S2距离= n 


2

接收面上的声压达到极大值

  2L

实验原理
三、位相比较法
x:原始信号
y:S2换能器过来的信号

李萨如图形判断 反相


2

同相

实验原理
四、声波在空气中的传播速度

  331 . 45 (1 

t
T0

pw

pw

)( 1  0 . 3192

pw

)

p

水蒸汽的分压强，根据干湿温度计的读数值从附表中查出

P:为大气压强

实验仪器
信号发生器

双踪示波器

综合声速测定仪
干温湿度计、气压表

实验内容
1. 共振法测声速
将换能器系统调到谐振状态

缓慢远移接收器，每当接收信号最大时，记录接收器位置

2、位相比较法测声速
缓慢远移接收器，每当李萨如图形由椭圆
变为直线时(包括正、负斜率两种情况)，记录接收器位置

3 、测气压和室温

注意事项
（1）两个换能器不能挨在一块，否则仪器损坏。

（2）S1,S2的位置由电子游标示值（调到mm档）直接读出

（3）李萨如图形看到的直线变形说明没有调到谐振状态

【预习思考题】
1、为什么要用超声波来测量声速？

2、驻波共振的条件是什么？

制作：黄 勇

武汉理工大学物理实验中心


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实验目的
实验原理
实验仪器

声速测量
实验内容
注意事项
思考题

实验简介
声速的测量方法可分为两大类：1.直接法(脉冲法)，
利用关系式，测出传播距离和所需时间后，即可算出
声速；2.间接法(波长-频率法)，利用关系式，测出其
频率和波长来计算声速。本实验采用的共振干涉法和
相位比较法属于后一类。
超声波是频率为2×104~109Hz的机械波，
它具有波长短，能定向传播的优点。

实验目的
1.掌握用不同方法测定声速的原理和技术

2.进一步熟悉示波器和信号源的使用方法
3.了解发射和接收超声波的原理和方法。
4.加深对纵波波动和驻波特性的理解

实验原理
一、超声波的产生与接收
压电陶瓷换能器:
电讯号

最大换能状态

可以实现声压和电压之间的转换

谐振频率

机械谐振

实验原理
二、共振干涉法
驻波共振现象产生的条件：S1与S2距离= n 


2

接收面上的声压达到极大值

  2L

实验原理
三、位相比较法
x:原始信号
y:S2换能器过来的信号

李萨如图形判断 反相


2

同相

实验原理
四、声波在空气中的传播速度

  331 . 45 (1 

t
T0

pw

pw

)( 1  0 . 3192

pw

)

p

水蒸汽的分压强，根据干湿温度计的读数值从附表中查出

P:为大气压强

实验仪器
信号发生器

双踪示波器

综合声速测定仪
干温湿度计、气压表

实验内容
1. 共振法测声速
将换能器系统调到谐振状态

缓慢远移接收器，每当接收信号最大时，记录接收器位置

2、位相比较法测声速
缓慢远移接收器，每当李萨如图形由椭圆
变为直线时(包括正、负斜率两种情况)，记录接收器位置

3 、测气压和室温

注意事项
（1）两个换能器不能挨在一块，否则仪器损坏。

（2）S1,S2的位置由电子游标示值（调到mm档）直接读出

（3）李萨如图形看到的直线变形说明没有调到谐振状态

【预习思考题】
1、为什么要用超声波来测量声速？

2、驻波共振的条件是什么？

制作：黄 勇

武汉理工大学物理实验中心


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实验目的
实验原理
实验仪器

声速测量
实验内容
注意事项
思考题

实验简介
声速的测量方法可分为两大类：1.直接法(脉冲法)，
利用关系式，测出传播距离和所需时间后，即可算出
声速；2.间接法(波长-频率法)，利用关系式，测出其
频率和波长来计算声速。本实验采用的共振干涉法和
相位比较法属于后一类。
超声波是频率为2×104~109Hz的机械波，
它具有波长短，能定向传播的优点。

实验目的
1.掌握用不同方法测定声速的原理和技术

2.进一步熟悉示波器和信号源的使用方法
3.了解发射和接收超声波的原理和方法。
4.加深对纵波波动和驻波特性的理解

实验原理
一、超声波的产生与接收
压电陶瓷换能器:
电讯号

最大换能状态

可以实现声压和电压之间的转换

谐振频率

机械谐振

实验原理
二、共振干涉法
驻波共振现象产生的条件：S1与S2距离= n 


2

接收面上的声压达到极大值

  2L

实验原理
三、位相比较法
x:原始信号
y:S2换能器过来的信号

李萨如图形判断 反相


2

同相

实验原理
四、声波在空气中的传播速度

  331 . 45 (1 

t
T0

pw

pw

)( 1  0 . 3192

pw

)

p

水蒸汽的分压强，根据干湿温度计的读数值从附表中查出

P:为大气压强

实验仪器
信号发生器

双踪示波器

综合声速测定仪
干温湿度计、气压表

实验内容
1. 共振法测声速
将换能器系统调到谐振状态

缓慢远移接收器，每当接收信号最大时，记录接收器位置

2、位相比较法测声速
缓慢远移接收器，每当李萨如图形由椭圆
变为直线时(包括正、负斜率两种情况)，记录接收器位置

3 、测气压和室温

注意事项
（1）两个换能器不能挨在一块，否则仪器损坏。

（2）S1,S2的位置由电子游标示值（调到mm档）直接读出

（3）李萨如图形看到的直线变形说明没有调到谐振状态

【预习思考题】
1、为什么要用超声波来测量声速？

2、驻波共振的条件是什么？

制作：黄 勇

武汉理工大学物理实验中心


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实验目的
实验原理
实验仪器

声速测量
实验内容
注意事项
思考题

实验简介
声速的测量方法可分为两大类：1.直接法(脉冲法)，
利用关系式，测出传播距离和所需时间后，即可算出
声速；2.间接法(波长-频率法)，利用关系式，测出其
频率和波长来计算声速。本实验采用的共振干涉法和
相位比较法属于后一类。
超声波是频率为2×104~109Hz的机械波，
它具有波长短，能定向传播的优点。

实验目的
1.掌握用不同方法测定声速的原理和技术

2.进一步熟悉示波器和信号源的使用方法
3.了解发射和接收超声波的原理和方法。
4.加深对纵波波动和驻波特性的理解

实验原理
一、超声波的产生与接收
压电陶瓷换能器:
电讯号

最大换能状态

可以实现声压和电压之间的转换

谐振频率

机械谐振

实验原理
二、共振干涉法
驻波共振现象产生的条件：S1与S2距离= n 


2

接收面上的声压达到极大值

  2L

实验原理
三、位相比较法
x:原始信号
y:S2换能器过来的信号

李萨如图形判断 反相


2

同相

实验原理
四、声波在空气中的传播速度

  331 . 45 (1 

t
T0

pw

pw

)( 1  0 . 3192

pw

)

p

水蒸汽的分压强，根据干湿温度计的读数值从附表中查出

P:为大气压强

实验仪器
信号发生器

双踪示波器

综合声速测定仪
干温湿度计、气压表

实验内容
1. 共振法测声速
将换能器系统调到谐振状态

缓慢远移接收器，每当接收信号最大时，记录接收器位置

2、位相比较法测声速
缓慢远移接收器，每当李萨如图形由椭圆
变为直线时(包括正、负斜率两种情况)，记录接收器位置

3 、测气压和室温

注意事项
（1）两个换能器不能挨在一块，否则仪器损坏。

（2）S1,S2的位置由电子游标示值（调到mm档）直接读出

（3）李萨如图形看到的直线变形说明没有调到谐振状态

【预习思考题】
1、为什么要用超声波来测量声速？

2、驻波共振的条件是什么？

制作：黄 勇

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实验原理
实验仪器

声速测量
实验内容
注意事项
思考题

实验简介
声速的测量方法可分为两大类：1.直接法(脉冲法)，
利用关系式，测出传播距离和所需时间后，即可算出
声速；2.间接法(波长-频率法)，利用关系式，测出其
频率和波长来计算声速。本实验采用的共振干涉法和
相位比较法属于后一类。
超声波是频率为2×104~109Hz的机械波，
它具有波长短，能定向传播的优点。

实验目的
1.掌握用不同方法测定声速的原理和技术

2.进一步熟悉示波器和信号源的使用方法
3.了解发射和接收超声波的原理和方法。
4.加深对纵波波动和驻波特性的理解

实验原理
一、超声波的产生与接收
压电陶瓷换能器:
电讯号

最大换能状态

可以实现声压和电压之间的转换

谐振频率

机械谐振

实验原理
二、共振干涉法
驻波共振现象产生的条件：S1与S2距离= n 


2

接收面上的声压达到极大值

  2L

实验原理
三、位相比较法
x:原始信号
y:S2换能器过来的信号

李萨如图形判断 反相


2

同相

实验原理
四、声波在空气中的传播速度

  331 . 45 (1 

t
T0

pw

pw

)( 1  0 . 3192

pw

)

p

水蒸汽的分压强，根据干湿温度计的读数值从附表中查出

P:为大气压强

实验仪器
信号发生器

双踪示波器

综合声速测定仪
干温湿度计、气压表

实验内容
1. 共振法测声速
将换能器系统调到谐振状态

缓慢远移接收器，每当接收信号最大时，记录接收器位置

2、位相比较法测声速
缓慢远移接收器，每当李萨如图形由椭圆
变为直线时(包括正、负斜率两种情况)，记录接收器位置

3 、测气压和室温

注意事项
（1）两个换能器不能挨在一块，否则仪器损坏。

（2）S1,S2的位置由电子游标示值（调到mm档）直接读出

（3）李萨如图形看到的直线变形说明没有调到谐振状态

【预习思考题】
1、为什么要用超声波来测量声速？

2、驻波共振的条件是什么？

制作：黄 勇

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实验目的
实验原理
实验仪器

声速测量
实验内容
注意事项
思考题

实验简介
声速的测量方法可分为两大类：1.直接法(脉冲法)，
利用关系式，测出传播距离和所需时间后，即可算出
声速；2.间接法(波长-频率法)，利用关系式，测出其
频率和波长来计算声速。本实验采用的共振干涉法和
相位比较法属于后一类。
超声波是频率为2×104~109Hz的机械波，
它具有波长短，能定向传播的优点。

实验目的
1.掌握用不同方法测定声速的原理和技术

2.进一步熟悉示波器和信号源的使用方法
3.了解发射和接收超声波的原理和方法。
4.加深对纵波波动和驻波特性的理解

实验原理
一、超声波的产生与接收
压电陶瓷换能器:
电讯号

最大换能状态

可以实现声压和电压之间的转换

谐振频率

机械谐振

实验原理
二、共振干涉法
驻波共振现象产生的条件：S1与S2距离= n 


2

接收面上的声压达到极大值

  2L

实验原理
三、位相比较法
x:原始信号
y:S2换能器过来的信号

李萨如图形判断 反相


2

同相

实验原理
四、声波在空气中的传播速度

  331 . 45 (1 

t
T0

pw

pw

)( 1  0 . 3192

pw

)

p

水蒸汽的分压强，根据干湿温度计的读数值从附表中查出

P:为大气压强

实验仪器
信号发生器

双踪示波器

综合声速测定仪
干温湿度计、气压表

实验内容
1. 共振法测声速
将换能器系统调到谐振状态

缓慢远移接收器，每当接收信号最大时，记录接收器位置

2、位相比较法测声速
缓慢远移接收器，每当李萨如图形由椭圆
变为直线时(包括正、负斜率两种情况)，记录接收器位置

3 、测气压和室温

注意事项
（1）两个换能器不能挨在一块，否则仪器损坏。

（2）S1,S2的位置由电子游标示值（调到mm档）直接读出

（3）李萨如图形看到的直线变形说明没有调到谐振状态

【预习思考题】
1、为什么要用超声波来测量声速？

2、驻波共振的条件是什么？

制作：黄 勇

武汉理工大学物理实验中心


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实验目的
实验原理
实验仪器

声速测量
实验内容
注意事项
思考题

实验简介
声速的测量方法可分为两大类：1.直接法(脉冲法)，
利用关系式，测出传播距离和所需时间后，即可算出
声速；2.间接法(波长-频率法)，利用关系式，测出其
频率和波长来计算声速。本实验采用的共振干涉法和
相位比较法属于后一类。
超声波是频率为2×104~109Hz的机械波，
它具有波长短，能定向传播的优点。

实验目的
1.掌握用不同方法测定声速的原理和技术

2.进一步熟悉示波器和信号源的使用方法
3.了解发射和接收超声波的原理和方法。
4.加深对纵波波动和驻波特性的理解

实验原理
一、超声波的产生与接收
压电陶瓷换能器:
电讯号

最大换能状态

可以实现声压和电压之间的转换

谐振频率

机械谐振

实验原理
二、共振干涉法
驻波共振现象产生的条件：S1与S2距离= n 


2

接收面上的声压达到极大值

  2L

实验原理
三、位相比较法
x:原始信号
y:S2换能器过来的信号

李萨如图形判断 反相


2

同相

实验原理
四、声波在空气中的传播速度

  331 . 45 (1 

t
T0

pw

pw

)( 1  0 . 3192

pw

)

p

水蒸汽的分压强，根据干湿温度计的读数值从附表中查出

P:为大气压强

实验仪器
信号发生器

双踪示波器

综合声速测定仪
干温湿度计、气压表

实验内容
1. 共振法测声速
将换能器系统调到谐振状态

缓慢远移接收器，每当接收信号最大时，记录接收器位置

2、位相比较法测声速
缓慢远移接收器，每当李萨如图形由椭圆
变为直线时(包括正、负斜率两种情况)，记录接收器位置

3 、测气压和室温

注意事项
（1）两个换能器不能挨在一块，否则仪器损坏。

（2）S1,S2的位置由电子游标示值（调到mm档）直接读出

（3）李萨如图形看到的直线变形说明没有调到谐振状态

【预习思考题】
1、为什么要用超声波来测量声速？

2、驻波共振的条件是什么？

制作：黄 勇

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实验简介
实验目的
实验原理
实验仪器

声速测量
实验内容
注意事项
思考题

实验简介
声速的测量方法可分为两大类：1.直接法(脉冲法)，
利用关系式，测出传播距离和所需时间后，即可算出
声速；2.间接法(波长-频率法)，利用关系式，测出其
频率和波长来计算声速。本实验采用的共振干涉法和
相位比较法属于后一类。
超声波是频率为2×104~109Hz的机械波，
它具有波长短，能定向传播的优点。

实验目的
1.掌握用不同方法测定声速的原理和技术

2.进一步熟悉示波器和信号源的使用方法
3.了解发射和接收超声波的原理和方法。
4.加深对纵波波动和驻波特性的理解

实验原理
一、超声波的产生与接收
压电陶瓷换能器:
电讯号

最大换能状态

可以实现声压和电压之间的转换

谐振频率

机械谐振

实验原理
二、共振干涉法
驻波共振现象产生的条件：S1与S2距离= n 


2

接收面上的声压达到极大值

  2L

实验原理
三、位相比较法
x:原始信号
y:S2换能器过来的信号

李萨如图形判断 反相


2

同相

实验原理
四、声波在空气中的传播速度

  331 . 45 (1 

t
T0

pw

pw

)( 1  0 . 3192

pw

)

p

水蒸汽的分压强，根据干湿温度计的读数值从附表中查出

P:为大气压强

实验仪器
信号发生器

双踪示波器

综合声速测定仪
干温湿度计、气压表

实验内容
1. 共振法测声速
将换能器系统调到谐振状态

缓慢远移接收器，每当接收信号最大时，记录接收器位置

2、位相比较法测声速
缓慢远移接收器，每当李萨如图形由椭圆
变为直线时(包括正、负斜率两种情况)，记录接收器位置

3 、测气压和室温

注意事项
（1）两个换能器不能挨在一块，否则仪器损坏。

（2）S1,S2的位置由电子游标示值（调到mm档）直接读出

（3）李萨如图形看到的直线变形说明没有调到谐振状态

【预习思考题】
1、为什么要用超声波来测量声速？

2、驻波共振的条件是什么？

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实验简介
实验目的
实验原理
实验仪器

声速测量
实验内容
注意事项
思考题

实验简介
声速的测量方法可分为两大类：1.直接法(脉冲法)，
利用关系式，测出传播距离和所需时间后，即可算出
声速；2.间接法(波长-频率法)，利用关系式，测出其
频率和波长来计算声速。本实验采用的共振干涉法和
相位比较法属于后一类。
超声波是频率为2×104~109Hz的机械波，
它具有波长短，能定向传播的优点。

实验目的
1.掌握用不同方法测定声速的原理和技术

2.进一步熟悉示波器和信号源的使用方法
3.了解发射和接收超声波的原理和方法。
4.加深对纵波波动和驻波特性的理解

实验原理
一、超声波的产生与接收
压电陶瓷换能器:
电讯号

最大换能状态

可以实现声压和电压之间的转换

谐振频率

机械谐振

实验原理
二、共振干涉法
驻波共振现象产生的条件：S1与S2距离= n 


2

接收面上的声压达到极大值

  2L

实验原理
三、位相比较法
x:原始信号
y:S2换能器过来的信号

李萨如图形判断 反相


2

同相

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四、声波在空气中的传播速度

  331 . 45 (1 

t
T0

pw

pw

)( 1  0 . 3192

pw

)

p

水蒸汽的分压强，根据干湿温度计的读数值从附表中查出

P:为大气压强

实验仪器
信号发生器

双踪示波器

综合声速测定仪
干温湿度计、气压表

实验内容
1. 共振法测声速
将换能器系统调到谐振状态

缓慢远移接收器，每当接收信号最大时，记录接收器位置

2、位相比较法测声速
缓慢远移接收器，每当李萨如图形由椭圆
变为直线时(包括正、负斜率两种情况)，记录接收器位置

3 、测气压和室温

注意事项
（1）两个换能器不能挨在一块，否则仪器损坏。

（2）S1,S2的位置由电子游标示值（调到mm档）直接读出

（3）李萨如图形看到的直线变形说明没有调到谐振状态

【预习思考题】
1、为什么要用超声波来测量声速？

2、驻波共振的条件是什么？

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实验仪器

声速测量
实验内容
注意事项
思考题

实验简介
声速的测量方法可分为两大类：1.直接法(脉冲法)，
利用关系式，测出传播距离和所需时间后，即可算出
声速；2.间接法(波长-频率法)，利用关系式，测出其
频率和波长来计算声速。本实验采用的共振干涉法和
相位比较法属于后一类。
超声波是频率为2×104~109Hz的机械波，
它具有波长短，能定向传播的优点。

实验目的
1.掌握用不同方法测定声速的原理和技术

2.进一步熟悉示波器和信号源的使用方法
3.了解发射和接收超声波的原理和方法。
4.加深对纵波波动和驻波特性的理解

实验原理
一、超声波的产生与接收
压电陶瓷换能器:
电讯号

最大换能状态

可以实现声压和电压之间的转换

谐振频率

机械谐振

实验原理
二、共振干涉法
驻波共振现象产生的条件：S1与S2距离= n 


2

接收面上的声压达到极大值

  2L

实验原理
三、位相比较法
x:原始信号
y:S2换能器过来的信号

李萨如图形判断 反相


2

同相

实验原理
四、声波在空气中的传播速度

  331 . 45 (1 

t
T0

pw

pw

)( 1  0 . 3192

pw

)

p

水蒸汽的分压强，根据干湿温度计的读数值从附表中查出

P:为大气压强

实验仪器
信号发生器

双踪示波器

综合声速测定仪
干温湿度计、气压表

实验内容
1. 共振法测声速
将换能器系统调到谐振状态

缓慢远移接收器，每当接收信号最大时，记录接收器位置

2、位相比较法测声速
缓慢远移接收器，每当李萨如图形由椭圆
变为直线时(包括正、负斜率两种情况)，记录接收器位置

3 、测气压和室温

注意事项
（1）两个换能器不能挨在一块，否则仪器损坏。

（2）S1,S2的位置由电子游标示值（调到mm档）直接读出

（3）李萨如图形看到的直线变形说明没有调到谐振状态

【预习思考题】
1、为什么要用超声波来测量声速？

2、驻波共振的条件是什么？

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实验仪器

声速测量
实验内容
注意事项
思考题

实验简介
声速的测量方法可分为两大类：1.直接法(脉冲法)，
利用关系式，测出传播距离和所需时间后，即可算出
声速；2.间接法(波长-频率法)，利用关系式，测出其
频率和波长来计算声速。本实验采用的共振干涉法和
相位比较法属于后一类。
超声波是频率为2×104~109Hz的机械波，
它具有波长短，能定向传播的优点。

实验目的
1.掌握用不同方法测定声速的原理和技术

2.进一步熟悉示波器和信号源的使用方法
3.了解发射和接收超声波的原理和方法。
4.加深对纵波波动和驻波特性的理解

实验原理
一、超声波的产生与接收
压电陶瓷换能器:
电讯号

最大换能状态

可以实现声压和电压之间的转换

谐振频率

机械谐振

实验原理
二、共振干涉法
驻波共振现象产生的条件：S1与S2距离= n 


2

接收面上的声压达到极大值

  2L

实验原理
三、位相比较法
x:原始信号
y:S2换能器过来的信号

李萨如图形判断 反相


2

同相

实验原理
四、声波在空气中的传播速度

  331 . 45 (1 

t
T0

pw

pw

)( 1  0 . 3192

pw

)

p

水蒸汽的分压强，根据干湿温度计的读数值从附表中查出

P:为大气压强

实验仪器
信号发生器

双踪示波器

综合声速测定仪
干温湿度计、气压表

实验内容
1. 共振法测声速
将换能器系统调到谐振状态

缓慢远移接收器，每当接收信号最大时，记录接收器位置

2、位相比较法测声速
缓慢远移接收器，每当李萨如图形由椭圆
变为直线时(包括正、负斜率两种情况)，记录接收器位置

3 、测气压和室温

注意事项
（1）两个换能器不能挨在一块，否则仪器损坏。

（2）S1,S2的位置由电子游标示值（调到mm档）直接读出

（3）李萨如图形看到的直线变形说明没有调到谐振状态

【预习思考题】
1、为什么要用超声波来测量声速？

2、驻波共振的条件是什么？

制作：黄 勇

武汉理工大学物理实验中心