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大学物理实验. 编制：王保军. 内容总览. 名词解释. 仪器特性. 超声声速的测定. 过程描述. 问题处理. 难点分析. 实验数据处理. 操作指南. 相关实验. 指示: 删除样本文档图标,并替换为工作文档图标，如下: 在 Word 中创建文档. 返回 PowerPoint 在“插入”菜单中选择“对象...” 单击“从文件创建” 定位“文件”框中的文件名 确认选中“显示为图标”。 单击“确定” 选择图标 从“幻灯片放映”菜单中选择“动作设置” 单击“对象动作”，并选择“编辑” 单击“确定”. 名词解释. 超声波
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大学物理实验 编制：王保军 内容总览 名词解释 仪器特性 超声声速的测定 过程描述 问题处理 难点分析 实验数据处理 操作指南 相关实验
指示: • 删除样本文档图标,并替换为工作文档图标，如下: • 在 Word 中创建文档. • 返回 PowerPoint • 在“插入”菜单中选择“对象...” • 单击“从文件创建” • 定位“文件”框中的文件名 • 确认选中“显示为图标”。 • 单击“确定” • 选择图标 • 从“幻灯片放映”菜单中选择“动作设置” • 单击“对象动作”，并选择“编辑” • 单击“确定” 名词解释 • 超声波 • 驻波（波腹、波节、声压） • 相位法、利萨如图
指示: • 删除样本文档图标,并替换为工作文档图标，如下: • 在 Word 中创建文档. • 返回 PowerPoint • 在“插入”菜单中选择“对象...” • 单击“从文件创建” • 定位“文件”框中的文件名 • 确认选中“显示为图标”。 • 单击“确定” • 选择图标 • 从“幻灯片放映”菜单中选择“动作设置” • 单击“对象动作”，并选择“编辑” • 单击“确定” 过程描述 • 当换能器S与S的表面平行时，由换能器S的受迫震动产生的机械振动波在S、S两表面之间形成驻波，在接收换能器S处是振幅的波节位置（理论推导）、声压的波腹位置，即该处位移为零，声压最大。当S、S的间距满足一定条件时，出现稳定的驻波现象，此时接收器S表面的声压振幅最大，改变S、S的间距，可以测量到一系列的声压最大的位置，而这些位置的间距与机械振动的波长是有关的。 • 利用示波器来观测经换能器S产生的电信号波形，以确定振幅的最大位置。
示波器 信号发生器 频率显示 X Y • 指示: • 删除样本文档图标,并替换为工作文档图标，如下: • 在 Word 中创建文档. • 返回 PowerPoint • 在“插入”菜单中选择“对象...” • 单击“从文件创建” • 定位“文件”框中的文件名 • 确认选中“显示为图标”。 • 单击“确定” • 选择图标 • 从“幻灯片放映”菜单中选择“动作设置” • 单击“对象动作”，并选择“编辑” • 单击“确定” 难点分析 • 输入信号频率的影响 • 改变输入信号频率，观察接收信号的变化（录像）。 • S1、S2间距的影响 • 随着S1、S2间距的加大，接受信号的幅度会变小，要随时调节示波器的增益，以得到合适的图像。
指示: • 删除样本文档图标,并替换为工作文档图标，如下: • 在 Word 中创建文档. • 返回 PowerPoint • 在“插入”菜单中选择“对象...” • 单击“从文件创建” • 定位“文件”框中的文件名 • 确认选中“显示为图标”。 • 单击“确定” • 选择图标 • 从“幻灯片放映”菜单中选择“动作设置” • 单击“对象动作”，并选择“编辑” • 单击“确定” 操作指南 • 信号发生器的使用 • 信号发生器要调节它的输出频率、输出振幅，调节的标准是：在改变信号发生器的频率时，将两个换能器的间距至于1CM，当接收端示波器接收到的信号达到极大时，即调整到了换能器的谐振频率。调整信号发生器的输出振幅，使得接收示波器上得到适当大小的图形。 • 示波器的调节 • 示波器的X、Y轴输入的增益、扫描频率调节得要适中，以得到合适大小的图形和适当的图形个数。 • 数据纪录-调整好信号发生器的的频率和振幅后，通过改变发射换能器、接收换能器的间距，找到能使接收信号达到极大的两换能器之间的最小的间距，并记录接收换能器的位置。然后增加换能器的间距，依次找到接收信号的第二、第三…..极大值的位置，并记录该位置。为有效确定测量不确定度中的A类分量，要求测量位置应大于12个。
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指示: • 删除样本文档图标,并替换为工作文档图标，如下: • 在 Word 中创建文档. • 返回 PowerPoint • 在“插入”菜单中选择“对象...” • 单击“从文件创建” • 定位“文件”框中的文件名 • 确认选中“显示为图标”。 • 单击“确定” • 选择图标 • 从“幻灯片放映”菜单中选择“动作设置” • 单击“对象动作”，并选择“编辑” • 单击“确定” 问题处理 • 示波器不显示驻波： 调节信号发生器的输出频率，使频率处于换能器的谐振频率上。 • 驻波图形太大或太小： 调节信号发生器的输出振幅、示波器的增益，以获得合适的图形。 • 随着两换能器的间距增加，示波器显示的图形的会逐渐变小，可调节示波器的增益，以获得合适的图形。 • 相位法测量时，须采用与驻波法相同的频率（即不可改变信号发生器的频率）。
指示: • 删除样本文档图标,并替换为工作文档图标，如下: • 在 Word 中创建文档. • 返回 PowerPoint • 在“插入”菜单中选择“对象...” • 单击“从文件创建” • 定位“文件”框中的文件名 • 确认选中“显示为图标”。 • 单击“确定” • 选择图标 • 从“幻灯片放映”菜单中选择“动作设置” • 单击“对象动作”，并选择“编辑” • 单击“确定” 实验数据处理 • 用驻波法和相位法测量声速时，波腹位置的测量个数应不小于12个。 • 采用驻差法计算驻波的波长。 • 游标卡尺的最大示值误差为游标的分度值。
相关实验 • 参考实验讲义 《大学物理实验》陆金龄 杜树槐主编 --中国铁道出版社出版
超声波 • 可闻的声波频率为20-20000Hz。 • 频率大于20000Hz的机械波为超声波。
驻波 • 驻波是一种特殊而又重要的干涉现象。 • 驻波中静止的点称为波节。 • 驻波中振幅最大的点称为波腹。
信号发生器 波形选择 波段选择 输出振幅调节 频率显示 频率调节
示波器 扫描频率微调 扫描频率调节 Y (X)轴位移 X轴位移 触发电平 Y轴增益 Y (X)轴增益 Y (X)轴输入 Y轴位移 Y轴输入
实验装置 接收换能器 • 换能器是进行能量转换的装置。 • 压电换能器是将机械振动转换为电信号、电信号转换为机械振动的装置。 发射换能器
