声速测定实验报告

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 0 1 2 3 4 5

Li10m

3次序 6 7 8 9 10 11

Li6(103m)

Li6Li(10m)3 平均值Li6Li（103m）

几个计算公式： （1） 平均值标准偏差

SLi6LiL6(61)i016i6LiLi6Li

2uli（2）

mli3（游标卡尺的分度值m=0.02mm）

li（3） 逐差法uLi6Liu2Li6u2Li2mLi3

（4） 合成不确定度

uf（5）

mf3uLi6LiSL2i6Liu2Li6Li

（其中mff示值1%）

（6） 声速测量的平均值及不确定度

V13fLi6Li

2

EVuLi6Liuf fLi6Li2 uVEVV

VVuV

（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 1（ i+6 1i+6（cm） λi= (1i+6-1i) /3（cm） icm）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：λ的不确定度：

166i1i1.0582（cm）

6(Si1i)2i(i1)2332＝0.002（cm）

因为，λi= (1i+6-1i) /3，Δ仪=0.02mm 所以，u仪＝0.000544（cm）

2Su0.021（mm）

计算声速：

f354.50（m/s）

计算不确定度：

ff1%30.2 (kHz)

2f(f)()23 (m/s)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） 1i（cm） i+7 1i+7（cm） λi= (1i+7-1i)/7（cm） 谐振频率 8.162 8 15.926 1.109 9.282 9 17.050 1.110 f=32.0kHz 10400 10 18.220 1.107 11.512 11 19.206 1.099 室温 12.600 12 20.290 1.099 13.722 13 21.460 1.105 t=22.0℃ 14.832 14 22.532 1.100 177i 1 2 3 4 5 6 7

λ的平均值：λ的不确定度：

i1i1.1041（cm）

7(Si1i)2i(i1)2732＝0.002（cm）

因为，λi= (1i+7-1i) /7，Δ仪=0.02mm 所以，u仪＝0.000233（cm）

2Su0.020（mm）

计算声速：

f353.31（m/s）

计算不确定度：

ff1%30.2 (kHz)

2f(f)()23 (m/s)实验结果表示：温度t=22.0℃时，υ=（353±3）m/s，B=0.8%