示波器的使用及聲速的測量

示波器的使用及聲速的測量第一頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期三Basicstructure

返回oscilloscopetube

Circuitelectrongun

electronbeam

Level

deflector

verticaldeflectorFluorescentscreen第二頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期三displayprincipleofOscilloscope第三頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期三sinusoidalwavesawtoothwave第四頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期三Evenrotationofthedrum–evenmotionoftheelectronbeamalongthex-direction.Motionofthepeniny-direction–deviationofthebeaminy-directionproportionaltothemeasuredvoltage.Aquestion:Theelectronbeammovingalongx-directionreachestheendofthescreenatsomepointandhastojumpbackandstartwritingagainfromthebeginningofthescreen.

Howcomethatyounormallyonlyseeonecurveonthescreenatanytime?

Bytheway,howfastdoesthebeamgofromlefttoright?第五頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期三Theansweristriggering.

Afterdrawingonecurve(sinusoidal,triangular,square…)onthescreentheelectronbeamreturnsbacktoitsstartingpoint,butitdoesnotstartdrawinganothercurve,beforethevoltagereachessomepresetvalue–triggerlevel.triggerlevel第六頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期三LissajousFigures李薩如圖線與頻率比Horizontal

intersectionVerticalintersection第七頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期三Functiongenerator第八頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期三空氣中聲速的測量

MeasurementofSoundVelocityinAirTheLab'centerofphysics第九頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期三IntroductionAcousticsmaybedefinedasthegeneration,transmission,andreceptionofenergyintheformofvibrationalwavesinthematter.Astheatomsormoleculesofafluidorsolidaredisplacedfromtheirnormalconfiguration,aninternalelasticrestoringforcearises.Examplesincludingthetensile(張力)forceproducedwhenaspringisstretched.Itisthiselasticrestoringforce,coupledwithinertia(惰性)ofthesystem,thatenablesmattertoparticipate(參與)inoscillatoryvibrationsandtherebygenerateandtransmitacousticwaves.第十頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期三Themostfamiliaracousticphenomenonisthatassociatedwithofsound.Fortheaverageyoungperson,avibrationaldisturbanceisinterpretedassoundifitsfrequencyliesintherangeofabout20to20000Hz.Howeverinabroadersenseacousticalsoincludestheultrasonicfrequenciesabove20000Hzandtheinfrasonicfrequenciesbelow20Hz.第十一頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期三Themeasurementofspeedofsoundisofinterestingforunderstandingthemainpropertyofsound.Onecaneasilyobtainthevelocityofsoundthroughthefollowingexpression:第十二頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期三Purpose學(xué)會用不同的方法測定空氣中的聲速。掌握數(shù)字式函數(shù)發(fā)生器、示波器的使用方法。學(xué)會用逐差法處理測量結(jié)果，并對結(jié)果的不確定度進(jìn)行分析。第十三頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期三ExperimentalmethodsResonancefrequencyResonanceMethod(amplitudemethod)PhasemethodLissajousFigures

method第十四頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期三Ultrasonic

velocimeter

Piezoelectric-ceramictransducerDigitalruler第十五頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期三Resonancefrequency當(dāng)一個振動系統(tǒng)受到另一個系統(tǒng)周期性的激勵時，若激勵系統(tǒng)的激勵頻率與振動系統(tǒng)的固有頻率相同時，振動系統(tǒng)將獲得最大的激勵能量，此現(xiàn)象稱為共振（諧振）。實驗中使用的超聲壓電陶瓷換能器具有固有諧振頻率，當(dāng)換能器系統(tǒng)的工作頻率等于諧振頻率時，換能器處于諧振狀態(tài)，發(fā)射器發(fā)出的超聲波功率最大，是最佳工作狀態(tài)。

第十六頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期三1、諧振頻率的調(diào)整改變信號發(fā)生器的頻率時，看到……第十七頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期三Standingwave當(dāng)兩個換能器之間的距離,等于半波長的整數(shù)倍時將發(fā)生共振，產(chǎn)生共振駐波現(xiàn)象，波幅達(dá)到極大。第十八頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期三2、利用共振駐波法測量聲速 將換能器的接收端接入示波器的CH1通道，當(dāng)改變換能器之間的距離時……第十九頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期三Phasemethod

(1)travelingwavemethod沿傳播方向上的任何兩點，其振動狀態(tài)相同（相位差為2π的整數(shù)倍）時，兩點間的距離應(yīng)等于波長λ的整數(shù)倍，即:(n=positiveinteger)第二十頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期三3、利用行波法測量聲速 保持剛才的接線，同時將發(fā)射波接入CH2,選擇觸發(fā)與發(fā)射波同步，當(dāng)改變換能器之間的距離時……第二十一頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期三(2)CirculartracemethodIncidencesignalReflectedsignalCompositionalsignal第二十二頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期三4、利用李薩如圖法測量聲速 保持剛才的接線，水平顯示選擇X-Y，當(dāng)改變換能器之間的距離時……第二十三頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期三ExperimentalequipmentsUltrasonic

Velocimeter(聲速測量儀)Funct