声速在不同介质中的传播速度

声音在不同介质中的传播速度 实验者： 同组实验者： 浙江海洋学院指导老师： ： 学号： 【摘要】 本实验采用时差法来进行数据处理，测量在不同介质中声音的传播速度。从而研究声速与介质的关系。 【关键词】 声速 声速仪 时差法 超声波 介质 【引言】 声波是一种在弹性媒质中传播的纵波。对超声波（频率超过2×104Hz的声波）传播速度的测量在超声波测距、测量气体温度瞬间变化等方面具有重大意义。超声波在媒质中的传播速度与媒质的特性及状态因素有关。因而通过媒质中声速的测定，可以了解媒质的特性或状态变化。 【实验仪器与用具】：SV 5型声速测量组合仪，GOS-6021型双踪示波器，自来水，铜棒三根，塑料棒三根。 【实验原理】 由波动理论得知，声波的传播速度v与声波频率 和波长之间的关系为 。所以只要测出声波的频率和波长，就可以求出声速。其中声波频率可由产生声波的电信号发生器的振荡频率读出，波长则可用相位比较法进行测量。 时差法是降脉冲调制信号加到发射换能器上，声波在介质中传播，经时间t之后，到达距离L处的接受换能器，由声速测试仪信号源时间县示窗口直接读出时间t，则可以用公式求出声波在介质中传播的速度：v=L/t。 时差法测量波长：按时差法连接图连接好电路，SV5的S1接接线盒的发射，S2接接线盒的接收，接受波形接示波器的CHI(Y1)。信号源自动工作在“脉冲波”方式；信号源的“声速传播介质”键设置在“固体”位置。记下显示的时间。根据 v=L/t计算出速度V。 【实验数据】 （1）声音在空气中的传播 (2) 声音在水中的传播 同上计算过程，v=1493.69 （3）声音在固体中的传播 塑胶棒 测量次数 1 2 3 平均速度(m/s) l(cm) 26.79 22.86 18.85 t(us) 128 112 96 v(m/s) 2092.97 2041.07 1963.54 2032.53 铜棒 l(cm) 25.83 22.07 17.98 平均速度(m/s) t(us) 78 67 55 v(m/s) 3311.54 3294.03 3269.09 3291.55 空气 水 塑胶棒 铜棒 337.608 1493.69 2032.53 3291.55 V空气=337.6±0.8m/s V水=1494±38m/s V铜棒=3292±53m/s V胶木棒=2033±18m/s 【实验结论】 （1）实验研究结论 本实验通过测量空气在不同媒介中的速度，测定声速与介质的关系，从实验数据可以看出，声速在不同介质中的差别很大，在空气中的速度最小，其次是在水中，然后再固体中的速度是最快的的，但在不同固体中也有差别，在铜棒中的传播速度比在塑胶棒中的速度要大的多，说明固体密度越大，传播速度越快。 （2）误差分析 1）实验中不同温度会影响测量结果。 2) 信号发生仪的频率易变，使得试验数据有所变化。 3）数据处理时的误差。 参考文献 竺江峰 芦立娟 鲁晓东 《大学物理实验》，第二版 发射 接收 波形 波形 S1 S2 时差法连接图 CH2(Y) CH1(X） 示波器 接收 发射 测试仪接线盒 SV5型专用信号源 _1234567891.unknown _1234567892.unknown _1234567890.unknown