如何用共振干涉法测量声速如下:
共振干涉法是一种通过测量声波在空气中的传播速度来确定声速的方法。它基于声波在封闭空间中传播的共振现象,即声波在空间中来回反射,当反射波与原波相遇时,它们会相互干涉形成共振现象。通过改变空间的尺寸或者声波的频率,可以获得不同的共振频率和空间尺寸,从而得到声速的准确测量值。
声速公式是一个描述声波速度的基本公式。它可以表示为V=fλ,其中V表示声速,f表示声波的频率,λ表示声波的波长。这个公式表明,声速与声波的频率和波长有关系,当频率或波长改变时,声速也会发生相应的改变。因此,通过测量共振频率和空间尺寸,可以反推出声波的频率和波长,从而计算出声速的值。
使用方法
1、调整仪器使系统处于最佳工作状态
(1)旋松发射换能器S固定环上的固紧螺丝,使S的端面与卡尺游标滑动方向垂直后再旋紧,将S移近S,旋松S的固紧螺丝,调S,使其端面平行S的端面在旋紧,两端面严格平行。
(2)调整低频信号发生器输出谐振频率连好仪器后,调整低频信号发生器输出的正弦幅度,同时调整接收端的示波器,使示波器屏幕上有适当的讯号幅度。
然后移动游标卡尺寻找讯号幅度最强的位置,找到后,调节信号的输出频率,使示波器上地讯号幅度最大,再用微调旋钮微调输出频率,是示波器上有更大的讯号幅度,此时信号发生器输出的频率值即为本系统地谐振频率。为了精确,可以重复几次。
2、驻波法(共振干涉法)测波长和波速
(1)根据原理图连接好仪器,示波器上接通道1,测量前移动游标,将S从一端缓慢移向另一端,并来回几次,观察示波器上的讯号幅度的变化,了解波的干涉现象。
(2)测量,S与S之间的距离从近到远,选择一个示波器上的讯号幅度最大处(驻波的波腹)为起点(游标的读数为5cm左右即可),记下S的位置,缓慢移动S,依次记下每次讯号幅度最多时S的位置(驻波的波腹)x,x,…,x,共12个值,见原始数据。
(3)实验中要记下实验室的温度t(取实验开始时的室温与实验结束时的室温的平均值),见原始数据,我记了结束时的温度,由于温度基本没有变化,所以对结果的影响不会很大,可以忽略。
3、相位比较法测波长
(1)在上面实验仪器的基础上,再在信号发生器输出接线柱上再增加一根导线,接到示波器的X输入,将示波器X扫描旋钮旋至“外接”,将通道1关闭,通道2打开。
(2)调节示波器使屏上出现李萨如图,缓慢的增加S与S之间的距离(即改变两输入波的相位差)。
(3)同样记录之间的距离,选择一个示波器上的李萨如图为直线处为起点,记下S的位置,缓慢移动S,依次记下每次出现与刚开始同样李萨如图时S的位置x,x,…,x,共10个值,见原始数据