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超声波波速的测量
实验报告
篇一：超声波测量声速大学物理
仿真实验报告
超声波测光速仿真实验报告
实验日期：教师审批签字：实验人：
审批日期：
一、实验目的
1．能够调整仪器使系统处于最佳工
作状态。2.了解超声波的产生、发射、
接收方法。
3.用驻波法（共振干涉法）、相位比
较法测波长和声速。
二、实验仪器及仪器使用方法
（一）实验仪器
1超声声速测定仪（主要部件是两
个压电陶瓷换能器和一个游标卡尺）○
2函数信号发生器○3示波器。○
（二）仪器使用方法
1、连接测量电路。连线时鼠标选中
1
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接口，然后按住不放，拖到需要连接的
另一接口后松开鼠标。如已有连线，则
此操作将去掉连线。鼠标右键单击，弹
出主菜单，选中接线检查，检查连线是
否正确。
2、调整仪器。双击各仪器弹出其放
大窗口，调整该仪器。
（1）示波器的使用与调整。请先调
整好聚焦。然后鼠标单击示波器的输入
信号的接口，把信号输入示波器。接着
调节通道1，2的幅度微调，扫描信号的
时基微调。最后选择合适的垂直方式选
择开关，触发源选择开关，内触发源选
择开关，Auto-Norm-X-Y开关，在示波
器上显示出需要观察的信号波形。输入
信道的信号是由实验线路的连接决定
的。
（2）信号发生器的调整。频率选择
35KHz左右，幅度为5V的一个正弦信
号。通过调节信号发生器的微调旋钮，
观察示波器上信号幅度是否为最大来逐
步寻找换能器的共振频率。
2
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1通过游标卡尺来测量左右换能器
间的距离。2当（3）超声速测定仪的使
用。○○
把鼠标移动到右边的换能器上后，
会出现“??”标志，表明此时可以移动。按
下鼠标左键向左移动，按下右键向右移
动。移动的幅度可以通过“调节状态”的
“粗调”和“细调”来控制。
三、实验原理
由波动理论可知，波速与波长、频
率有如下关系：v=fλ，只要知道频率和
波长就可以求出波速。本实验通过低频
信号发生器控制换能器，信号发生器的
输出频率就是声波频率。声波的波长用
驻波法（共振干涉法）和行波法（相位
比较法）测量。
1、驻波法测波长
由声源发出的平面波经前方的平面
反射后，入射波与发射波叠加，它们波
动方程分别为
x
y1?Acos2?
3
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?
x
y2?Acos2?
?
叠加后合成波为：
y?y1?y2?2Acos2?x?cos2?ft
??
时为波腹，当x=?
42
?
时为波节。相临波腹（波节）间距
离为，故只要测得相邻两波腹（或波节）
的位置
2
Xn、Xn-1即可得波长。
当x=?n
2、相位比较法测波长
从换能器S1发出的超声波到达接
收器S2，所以在同一时刻S1与S2处的
波有一相位差：??2?
x
?
4
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