“聲速測量”電子教案

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教案實(shí)驗(yàn)題目實(shí)驗(yàn)性質(zhì) 基本實(shí)驗(yàn)

聲速的測量實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí) 4 教師 陳香才教學(xué)目的重 點(diǎn)難 點(diǎn)

1、學(xué)會使用駐波法和相位法測定超聲波在空氣中的傳播速度；2、深刻理解駐波的特性以及相位的物理含義；3、了解產(chǎn)生和接受超聲波的原理。1、正確連接和使用相關(guān)儀器2、正確記錄數(shù)據(jù)（有效數(shù)字）和掌握逐差法處理數(shù)據(jù)電路連接、示波器的正確使用 備 注課前的準(zhǔn)備：儀器設(shè)備的檢查。 時(shí)間的掌握：實(shí)驗(yàn)的預(yù)做（采集三組以上數(shù)據(jù)進(jìn)行處理）。 留由5分鐘機(jī)作出數(shù)據(jù)表格設(shè)計(jì)的參考。 動的時(shí)間課上教學(xué)的設(shè)計(jì)：（(5二講解的設(shè)計(jì) (30分)引言聲波是在彈性媒質(zhì)中傳播的一種機(jī)械波、縱波，其在媒質(zhì)中的傳教播速度與媒質(zhì)的特性及狀態(tài)等因素有關(guān)。學(xué)過程溫度的瞬間變化、測液體的流速、測材料的彈性模量等。的本實(shí)驗(yàn)用壓電陶瓷超聲換能器來測定超聲波在空氣中的傳播速設(shè)度。計(jì) 2.提出本實(shí)驗(yàn)的目的與任務(wù)，講授為完成本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思想和設(shè)原則實(shí)驗(yàn)原理1）根據(jù)波動理論，頻率為f的聲波經(jīng)介質(zhì)到反射面，若反射面與發(fā)射面平行，則聲場中同時(shí)存在兩列波，其疊加的結(jié)果如下設(shè)沿x方向的入射波方程為反射方程為

Y A1 1

2x)Y A2 2

2x)當(dāng)AA1 2

A時(shí)，則介質(zhì)中某一位置的合振動方程為YYY1 2

(2Acos)cost霍爾效應(yīng)實(shí)質(zhì)上是運(yùn)動當(dāng)

K時(shí)，合振動振幅最大，當(dāng)

(2K2

時(shí)，合振動振幅最小。通過實(shí)驗(yàn)裝置，測出兩次合振幅最大（?。╅L。將其代入公式f中即可求出聲波的波速。2）相位法測聲速入射波方程XYAcos(t2x)A

cos(t)反射方程為

1 1 1 1YYAcos(t2x)Acos(t)2 2 2 2介質(zhì)中某一位置的合振動方程為x2 y2 2xy )x2 y2 2xy

)A2 A2

A2A2 2 1 2 11 2 1 2上述方程軌跡為橢圓，其長短軸和方位由相位差2

決定。1a、若2 1

0，則有AY 2AA1其軌跡為一直線，在一、三象限。b、若2 1

，則有AY 2AA1其軌跡也為一條直線，在二、四象限。據(jù)f即可求出聲波的波速。培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力。)測量聲波在水中的傳播速度。用此裝置可否測量某種液體的密度。數(shù)據(jù)的記錄與處理用逐差法處理數(shù)據(jù)

講作圖法介紹主要儀器設(shè)備與使用介紹主要儀器設(shè)備與使用強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)中要注意的問題1）同軸電纜連接線不要硬拉，以防拉斷內(nèi)部連線；信號源頻率要看清單位Hz或KH；接觸不良問題。三、學(xué)生的實(shí)驗(yàn)開始(100四、指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)30,30五、檢查實(shí)驗(yàn)的結(jié)果,簽字六、實(shí)驗(yàn)小結(jié)1、有效數(shù)字的讀法；2、波形最大幅度的確定；（10）題否測量某種液體的密度？簡述實(shí)驗(yàn)方案。參考文獻(xiàn)123張逸民20056高峰等19943課1、聲波的傳播速度與溫度等條件有關(guān)，當(dāng)空氣的溫度變化時(shí)，聲速將怎樣變化？后2、本實(shí)驗(yàn)選取超聲頻