5. 不确定度分析 14
5.1 空气中声速不确定度分析 14
5.2 淡水中声速不确定度分析 15
5.3 盐水中声速不确定度分析 17
5.4 糖水中声速不确定度分析 18
6. 结论 19
6.1 实验结果的对比分析 19
6.2 实验结果原因分析 19
7. 结束语 21
致谢 22
不同介质中声速的测量对比研究引言 声速测量和分析是人们认识声本质的一种实验手段。通过必要的测量和分析可以对声学进行定量计算,加深定性认识,更好地了解其规律性。声速的测定在声波探伤、测距、定位、显示等方面具有重要的应用,而且也可以测量气体或溶液的浓度,输油管中不同油品的分界面,以及航海中使两条船保持固定距离等。因此,声速的测量对我们的生产、生活具有重要的意义。 在大学物理实验中对空气中声速的测量已做过研究,但其他介质中的声速尚未进行测量,源^自,优尔"文'论.文]网[www.youerw.com,为了更好地了解声速,本文对不同介质中的声速进行研究。声速的测量方法可分为两类:一类是由公式 进行计算得出,先测出声波传播路程s所需要的时间t,从而求声速v;另一类是利用公式v=λf求出,测量声波的频率f和波长λ去求声速v。共振干涉法和相位比较法属于后者,时差法则属于前者。本文采用共振干涉法和相位比较法两种方法分别对空气、淡水、盐水、糖水中的声速进行了实验测量,并对测量结果进行了对比分析。
1. 实验原理
1.1 共振干涉法(驻波法)测声速的原理
当两束振动幅度相同,传播方向相反的声波相交时,会产生干涉现象,出现驻波。对于 波束1:(1)
波束2: (2)
当它们相交会时,叠加后的波形成
波束3: ,(3)
这里ω为声波的角频率,t为经过的时间,x为经过的距离。可以看出,叠加后的声波幅度,是随距离按 而变化的