声速的测量
实验39 空气中声速的测定
数据表格及处理(参考内容)
(一)驻波法
用逐差法处理数据
表一 驻波法测声速
声波频率f= kHz
次序
次序
平均值 ( m)
0 6
1 7
2 8
3 9
4 10
5 11
几个计算公式:
(1) 平均值标准偏差
(2) (游标卡尺的分度值 =0.02mm)
(3) 逐差法
(4) 合成不确定度
(5) (其中 )
(6) 声速测量的平均值及不确定度
(二)相位法(参考驻波法)〔注意事项〕
1. 调节仪器时应严格按照教师或说明书的要求进行,以免损坏仪器。
2. 测量过程中仔细将频率调整到压电换能器的谐振频率。
3. 实验中采用累加放大法测量。
4. 实验完毕,必须整理好实验台和实验仪器。
〔数据记录与处理〕
1.基础数据记录
谐振频率f=33.5kHz;室温22.8℃。
2.驻波法测量声速
表1 驻波法测量声速数据
i 1i(cm) i+6 1i+6(cm) λi= (1i+6-1i) /3(cm) 1 9.062 7 12.234 1.057
2 9.576 8 12.776 1.067
3 10.124 9 13.314 1.063
4 10.650 10 13.822 1.057
5 11.180 11 14.354 1.058
6 11.702 12 14.844 1.047
λ的平均值: 1.0582(cm)
λ的不确定度:
=0.002(cm)
因为,λi= (1i+6-1i) /3,Δ仪=0.02mm
所以, 0.000544(cm)
0.021(mm)
计算声速:
(m/s)
计算不确定度:
实验结果表示:温度t=22.8℃时,υ=(354±3)m/s,B=0.8%
3.相位比较法测量声速
表2 相位比较法测量声速数据(相位变换2π)
i 1i(cm) i+7 1i+7(cm) λi= (1i+7-1i)/7(cm) 谐振频率 1 8.162 8 15.926 1.109 f=32.0kHz
2 9.282 9 17.050 1.110
3 10400 10 18.220 1.107
4 11.512 11 19.206 1.099 室温
5 12.600 12 20.290 1.099 t=22.0℃
6 13.722 13 21.460 1.105
7 14.832 14 22.532 1.100
λ的平均值: 1.1041(cm)
λ的不确定度:
=0.002(cm)
因为,λi= (1i+7-1i) /7,Δ仪=0.02mm
所以, 0.000233(cm)
0.020(mm)
计算声速:
(m/s)
计算不确定度:
实验结果表示:温度t=22.0℃时,υ=(353±3)m/s,B=0.8%