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怎样使用示波器测量声音在空气中的传播速度呢?
实验目的
测量声音在空气中的传播速度。
实验仪器
下面是实验用到的器材:
1. 至少拥有两个通道的示波器
2. 两个驻极体话筒
3. 两个10kΩ的电阻
4. 可调电源
我使用了可调电源,并且把电压调节到了10伏,但使用9伏的电池,或是从USB或其他什么地方引出的5伏直流电应该也是可以的。
实验原理
要想测量一个物体的运动速度,我们需要两个量:距离和时间,然后套入下面的公式就可以计算出速度:
计算公式
实验步骤
在本实验中我们将两个话筒间隔0.5米放置,然后站在两个话筒的一侧(不要站在两个话筒的中间)拍手,示波器触发后,用示波器的光标测量功能计算出话筒接受声音信号的时间差,这个时间差即是声音传播0.5米的时间。
具体步骤如下:
1. 将两个话筒间隔0.5米放置。
2. 然后示波器通道1和通道2探头分别接到话筒的输出端。
3. 站在两个话筒的一侧拍手
4. 触发后,用示波器的光标测量功能测量两个话筒输出波形的时间差。
测试步骤说明:
第一步中将话筒距离设置为0.5米是因为我手头上刚好有50cm的尺子,你也可以用其他的距离,比如1米,但是别太短。
第四步中,我测试的是两个通道波形的第一个波峰之间的时间差,当然你也可以测量其他的波峰或是波谷。
话筒的简单的驱动如下:
话筒的简单的驱动
示波器的设置如下:
通道1电压档位:1伏,耦合模式:交流
通道2电压档位:1伏,耦合模式:交流
时基:400us
触发模式调节为单次触发
通道的耦合模式调节为交流可以过滤掉话筒的直流信号
数据计算
示波器光标测量结果如下图:
光标测量结果
从图中可以看出两个的时间差为:1.44ms,转换为秒则为:0.00144秒。计算如下:
速度=0.5/0.00144=347米/秒
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