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声速的测量方法有哪些 其具体公式是什么

时间:2025-01-25 19:55:02 浏览量:

测量声速最简单、最有效的方法之一是利用声速v 、振动频率f和波长λ之间的基本关系,即实验时用结构相同的一对(发射器和接收器)超声压电陶瓷换能器,来作声压与电压之间的转换。

利用示波器观察超声波的振幅和相位,用振幅法和相位法测定波长,由示波器直接读出频率f。

(一)谐振频率

超声压电陶瓷换能器是实验的关键部件,每对超声压电陶瓷换能器都有其固有的谐振频率,当换能器系统的工作频率处于谐振状态时,发射器发出的超声波功率最大,是最佳工作状态。

(二)振幅法

由发射器发出的声波近似于平面波。

经接收器反射后,波将在压电陶瓷换能器的两端面间来回反射并且叠加。

当两个换能器之间的距离等于半波长的整数倍时发生共振,产生共振驻波现象,波幅达到极大。

由纵波的性质可以证明,振动位移处于波节时,则声压是处于波腹。

接收器端面近似为一波节,接收到的声压最大,经接收器转换成的电信号也最强。

声压变化和接收器位置的关系可从实验中测出,当接收器端面移动到某个共振位置时,示波器上会出现最强的电信号,如果继续移动接收器,将再次出现最强的电信号,两次共振位置之间的距离即为1/2λ 。

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