1、精選優質文檔-傾情為你奉上大學物理實驗課教案俸永格（）教學題目： 聲速的測量教學對象：10級電子信息班、10動醫學班、10級農機班、10級植保班。授課地點：海南大學基礎實驗樓2610室。教學重點：讓學生了解測量超聲波在媒介中傳播速度的實驗設計思想和實驗方法。教學難點：讓學生熟練掌握雙蹤示波器、SV5/7測試儀、SV8信號源的協調使用并完成兩正交信號相位差的多次測量。一 實驗目的：（1）加深對駐波及振動合成等理論知識的理解，（2）掌握用駐波法、相位法測定超聲波在媒介中的傳播速度，（3）了解壓電換能器的工作原理，進一步熟悉示波器的使用方法提高運用示波器觀測物理參數的綜合運用能力。二 實驗儀器： G

2、W-680雙蹤示波器一臺，SV8信號發生器一臺,SV7測試儀一臺，同軸電纜若干。三 實驗原理聲波是一種在彈性媒質中傳播的縱波。對超聲波（頻率超過2×104Hz的聲波）傳播速度的測量在國防工業、工業生產、軍事科學與醫療衛生各領域都具有重大的現實意義。實驗室常用駐波法和相位法進行測量。（一）駐波法測量聲速基本原理如圖所示為兩列同頻率、同振幅、振動方向平行且相向傳波的機械波在媒介中形成的駐波波形，其波腹間距與波節間距均為半個波長。通過對波腹（節）間距X的測量便可實現對波長的間接測量，結合對駐波諧振頻率f的測量便可間接求算聲波的傳播速度v。v = × f=2Xv = 2X 

3、5; f 原理圖示1（駐波法原理圖）（二）相位法測量聲速基本原理 請同學們自行完成！要求體現以下兩個方面的內容！（1） 簡諧振動正交合成的基本原理，（2） 利用李薩如圖形的相位差特點間接測量聲速的基本原理。四 實驗內容與步驟（一）駐波法測聲速 實驗連線圖示1（駐波法）（1） 了解測試儀的基本結構，調節兩個換能器的間距5cm左右。（2） 初始化示波器面板獲得掃描線。（3） 按圖示1正確連線，將示波器的掃描靈敏度與通道1垂直靈敏度旋鈕分別調至適當檔位，緩慢順時針方向轉動換能器平移鼓輪至駐波波腹位置（示波器顯示波形幅值最大）。（4） 依次調節信號源的頻率粗、細調旋鈕，同時觀察示波器顯示波形幅值變化情

4、況，幅值最大時所對應的頻率即為諧振頻率f，將f數值記錄于（表一）。（5） 逆時針方向轉動換能器平移鼓輪至兩換能器端面距離約5厘米左右，確定所選第一個波腹的位置并初始化數顯讀數標尺。（6） 緩慢順時針方向轉動換能器平移鼓輪至駐波波腹（節）位置（示波器顯示波形幅值最大）并記錄相應的數顯標尺讀數于（表一）。（7） 重復步驟7連續記錄14個波腹（節）的位置讀數并記錄于（表一）。（8） 實時記錄環境溫度與SV8輸出電壓幅值V。（二）相位法測聲速（1） 保持駐波法連線不變，另用一根電纜線連接信號源的發射波形接口與示波器通道2輸入端口。（2） 調節示波器掃描旋鈕至正交檔，逆時針方向轉動換能器平移鼓輪觀察不同

5、相位差時的李薩如圖形（斜線、橢圓、圓）。當兩換能器端面距離約5厘米時停止轉動。（3） 緩慢順時針方向轉動換能器平移鼓輪，當示波器顯示一正（反）斜線時停止轉動換能器平移鼓輪并初始化數顯讀數標尺。（4） 緩慢順時針方向轉動換能器平移鼓輪，當示波器顯示一反（正）斜線時停止轉動換能器平移鼓輪并將此時的數顯標尺讀數記錄于（表二）。（5） 重復步驟4記錄14個反（正）斜線波形的位置讀數并記錄于（表二）。（6） 實時記錄環境溫度與SV8輸出電壓幅值V。（7） 結束實驗歸整儀器。五 原始數據記錄表（此表要求學生課前完成并繪于預習報告中）表一 駐波法測量聲波傳播速度記錄表次數n12345678910111213

6、14讀數mm04.849.7414.219.524.728.133.843.048.352.357.462.567.6備 注f36805赫茲 V16 伏 T=32.4攝氏度表二 相位法測量聲波傳播速度記錄表（正反斜線法）次數n1234567891011121314圖形形狀標尺讀數mm04.809.7214.5019.4224.2829.0134.0338.6543.6248.4853.1057.9662.69備 注f V T= 六 注意事項（1）示波器輝度調節應適度，不可調至最大?。?）兩換能器發射端面不可接觸?。╔>5cm）（4）轉動換能器平移鼓輪不可過快！并注意避免回程差！七 實驗數

7、據處理與實驗結果1 原始數據見原始數據記錄紙，2 數據處理采用的具體方法：列表法與逐差法3 數據處理與實驗結果（僅供參考，表中TO=273.15K, V實代表聲速實測值）輸入頻率： _36761Hz， 0.3Hz ,環境溫度：30.0°C，電壓15伏）測量次數x0x1x2x3x4x5x6x7x8x9最大振幅位置mm3.117.7612.5917.2722.0526.6531.3936.0040.8245.68(x5x0)/5(x6x1)/5(x7x2)/5(x8x3)/5(x9x4)/5相對不確定度 實驗結果：實測值與理論計算值之間的百分誤差：八 問題討論（必須持有自己的觀點方可請教老師?。?）用示波器觀測交變