计算声速：
S 2 u 2 0.020（mm）
f 353.31 （m/s）
f
计算不确定度：
f
1% 0.2 (kHz) 3
( f )2 ( f )2 3 (m/s)
实验结果表示：υ=（353±3）m/s，B=0.8%
四 实验结论
1 利用驻波法测得声速为υ=（354±3）m/s 2 利用相位法测得声速为υ=（353±3）m/s
.
大学物理仿真实验实验报告
试验日期： 实验者： 班级： 学号：
超声波测声速 一 实验原理
由波动理论可知，波速与波长、频率有如下关系：v = f λ，只要知道频率和波长 就可以求出波速。本实验通过低频信号发生器控制换能器，信号发生器的输出频率就是 声波频率。声波的波长用驻波法（共振干涉法）和行波法（相位比较法）测量。下图是 超声波测声速实验装置图。
五 实验思考题
1．固定距离，改变频率，以求声速。是否可行？ 答： 能。因为 v = f λ，已知频率 f，而且波长λ也能通过示波器图像读 出
所以可以用驻波法测量出声速。 2．各种气体中的声速是否相同？为什么？ 答：不同。声波在不同介质中有不同的波长、频率和速度。
.
1.056
14.352 14.846
1.058 1.048
λ的平均值：
1 6
6
i
i 1
1.0585（cm）
λ的不确定度：
S
6
(i )2
i 1
＝0.002（cm）
i(i 1)
因为，λi= (1i+6-1i) /3，Δ仪=0.02mm
所以， u
3
2 3
仪＝ 0.000544（cm）
计算声速：
S 2 u 2 0.021（mm）
f 354.50 （m/s）
f
计算不确定度：
f
1% 0.2 (kHz) 3
( f )2 ( f )2 3 (m/s)
实验结果表示：υ=（354±3）m/s，=0.8%
3． 相位比较法测量声速
表 2 相位比较法测量声速数据（相位变换 2π）
i 1i（cm）
驻波法测波长 由声源发出的平面波经前方的平面反射后，入射波与发射波叠加，它们波动方程分
别是：
.
.
叠加后合成波为：
的各点振幅最大，称为波腹，对应的位置： ( n =0,1,2,3……)
的各点振幅最小，称为波节，对应的位置： ( n =0,1,2,3……)
二 实验仪器
1）声速的测量实验仪器 包括超声声速测定仪、函数信号发生器和示波器
i
1（i cm）
1 9.060
2
9.574
3 10.122
4 10.652
5 11.178
6 11.700
表1
i+6 7 8 9 10 11 12
驻波法测量声速数据
1i+6（cm） 12.232 12.774
λi= (1i+6-1i) /3（cm） 1.0
13.820
i+7
1i+7（cm） λi= (1i+7-1i)/7（cm）
1
8.162
8
15.926
1.109
2
9.282
9
17.050
1.110
谐振频率 f=32.0kHz
.
.
3
10400
10
18.220
4
11.512
11
19.206
5
12.600
12
20.290
6
13.722
13
21.460
7
14.832
14
22.532
1.107 1.099 1.099 1.105 1.100
λ的平均值：
1 7
7
i
i 1
1.1041（cm）
λ的不确定度：
S
7
(i )2
i 1
＝0.002（cm）
i(i 1)
因为，λi= (1i+7-1i) /7，Δ仪=0.02mm
所以， u
7
2 3
仪＝0.000233（cm）
2）超声声速测定仪 主要部件是两个压电陶瓷换能器和一个游标卡尺。
3）函数信号发生器 提供一定频率的信号，使之等于系统的谐振频率。
4）示波器 示波器的 x, y 轴输入各接一个换能器，改变两个换能器之间的距离会影响示波器
上的图形。并由此可测得当前频率下声波的波长，结合频率，可以求得空气中的声速。
三 实验内容
1．调整仪器使系统处于最佳工作状态。 2．用驻波法（共振干涉法）测波长和声速。 3．用相位比较法测波长和声速。
.
.
*注意事项 1．确保换能器 S1和 S2端面的平行。 2．信号发生器输出信号频率与压电换能器谐振频率 f0保持一致。
三 数据记录与处理
1． 基础数据记录
谐振频率=33.5kHz
2． 驻波法测量声速