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福建農林大學物理實驗要求及原始數(shù)據(jù)表格PAGEPAGE3實驗超聲波傳播速度的測量專業(yè)___________________學號___________________姓名___________________一、預習要點聲波的傳播速度應如何計算,實驗中應測量哪些物理量才能得到聲速值?測量每個物理量需要利用的原理是什么?聲速的理論值應如何計算?在課前寫好預習報告,上課時務必將預習報告和原始數(shù)據(jù)表格一并帶來,否則扣分。二、實驗內容連接聲速測定儀,信號源和模擬示波器;測量系統(tǒng)的諧振頻率:重復測量3次,填入表1,計算其平均值,并利用平均值來測量波長;共振干涉法測量波長:連續(xù)記錄8次,填入表2;裝訂處相位比較法測量波長:連續(xù)記錄8次,填入表3;裝訂處時差法測量聲速:連續(xù)記錄6次,填入表4,并計算表格中其余物理量;記錄實驗時的室溫__________℃,計算室溫下聲速的理論值。三、實驗注意事項調節(jié)聲速測定儀上的手輪時,必須沿著同一個方向旋轉,避免產生空程差,并能保證數(shù)據(jù)是連續(xù)的;在求波長時采用的是數(shù)據(jù)之間的差值(即用逐差法計算波長),因此表2、表3的起點是任意的;由于換能器之間距離過近或過遠均會產生較多干擾,因此建議在50~200mm之間完成實驗;測量讀數(shù)由標尺的讀數(shù)與手輪的讀數(shù)共同構成,讀數(shù)原理類似于螺旋測微器,要估讀到最小分度值的下一位。四、數(shù)據(jù)處理要求(對表1、2、3進行以下數(shù)據(jù)處理;表4不需要進行數(shù)據(jù)處理)求出駐波法與相位法中,超聲波的頻率、波長以及傳播速度的標準表達式;求出室溫下聲速的理論值,以及上述兩種方法的相對誤差?!緟⒖脊健壳蠼忸l率標準表達式的計算過程:;;;求解波長標準表達式的計算過程(需要用到逐差法):共振干涉法:,相位比較法:之后的計算步驟與求頻率相同;求解速度值標準表達式的計算過程:;室溫下的理論值:,其中相對誤差的計算;注意:由于測量波長使用兩種方法測量,因此波長值、速度值與相對誤差,均應分別計算兩次。五、原始數(shù)據(jù)記錄表格成績__________教師簽字_______________組號________同組人姓名____________________表1測量系統(tǒng)的諧振頻率_______________kHz123平均值表2共振干涉法測量波長_______________mm12345678裝訂處表3相位比較法測量波長_______________mm裝訂處12345678表4時差法測量聲速123456計算六、數(shù)據(jù)處理注意事項計算步驟應詳細,每一步都要有原始公式,數(shù)據(jù)代入過程和結果;計算過程中,得出的結果應多取幾位有效數(shù)字,在寫出標準表達式時,再對有效數(shù)字按規(guī)則進行修約;計算結果應包含數(shù)值和單位。七、思考題實驗中,如果用駐波法測量,是每隔__________個波長記一次數(shù),如果用相位法測量,是每隔__________個波長記一次數(shù);若聲波的頻率值為36.000KHz時,聲速測定儀的標尺第一次讀數(shù)為60.650mm,第二次讀數(shù)為70.050mm,則此時采用
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