Ⅰ 如何估測聲音在空氣中的傳播速度器材:步驟
方法一: 器材:捲尺、秒錶、喇叭式的話筒。 步驟:手持喇叭式的話筒,站在離大樓較遠(100米以上)地方,面對大樓發出喊聲另一手按下秒錶記錄喊聲從發出到聽到回聲的時間t,再用捲尺量出人到大樓的距離S。則傳播速度V= 。 |
聲速測量的方法
一、傳統方法
方法1:一個聲音產生後,並不會立刻傳到你的耳朵,通常要經過一段時間。例如:如果你參加一個運動會,坐在離鳴槍的人有一段距離的地方,你會先看到槍冒煙,後聽到槍聲。這是因為光行進的速度非常快,而聲音的速度就慢得多。所以你會立刻看到槍冒煙,但聲音要過一會兒之後才會聽到。於是早期測量聲音的速度是利用槍來做實驗。幫忙的人要拿著槍在一個量好的距離外,另一個人就拿著馬表站在原點。在看到信號之後,幫忙的人就對空鳴槍。在原點的人一看到槍的火花和煙時,就把馬表按下來;而當他聽到槍聲時,就再按一次馬表讓馬錶停下來。看到火花和聽到槍聲之間的時間,就是聲音行經這一段量好距離所需的時間。就能算出聲音的速度。根據這一原理你不妨在今後的校運動會的時候試驗一下(利用百米賽跑就可以了)。為了測量聲音的速度你需要一個馬表和一個皮尺。量一個500公尺的距離,要盡可能量得准確一點。你和你的同學分別站在兩端;你的同學兩手各拿一塊大石頭,你則拿一個馬表。當你大叫「開始」時,你的同學要把石頭舉到頭頂,盡量大聲敲擊。當你一看到石頭撞在一起,就按下馬表。等到你聽到石頭撞擊的音,就再按一下馬表讓馬錶停下來。時間方面要記錄到十分之一秒。如果能多做幾次實驗,算出時間的平均值是最好的。你只要用計算機把你和你同學的距離除以時間,就可以算出聲音的速度了。
方法2:測量聲音的速度還有一種利用迴音來測量的方法:所謂回聲,就是聲音在傳播的過程中碰到高大的障礙物被反射了回來,那麼我們就可以根據這樣的原理,站在離高牆較遠的地方(事先測出你到高牆的距離)大聲地喊一下,在你喊的同時按下秒錶,當你聽到自己的回聲再按一下秒錶,這樣一來,你的喊聲從你那兒到高牆打了一個來回,你只要把上面說的你跟高牆的距離除以測得的時間的一半,這聲音的速度也就出來了(這里要注意的是因為人能分辨出自己的回聲的時間間隔要超過0.1秒,聲音有傳播速度是340米每秒,所以你與牆的距離,至少不得少於17米才行,而且中間還不能有障礙物)。
二、現代大學實驗室中測量方法
測量聲速最簡單、最有效的方法之一是利用聲速v 、振動頻率f和波長λ之間的基本關系,即實驗時用結構相同的一對(發射器和接收器)超聲壓電陶瓷換能器,來作聲壓與電壓之間的轉換。利用示波器觀察超聲波的振幅和相位,用振幅法和相位法測定波長,由示波器直接讀出頻率f。
方法1::共振干涉法
由發射器發出的聲波近似於平面波。經接收器反射後,波將在壓電陶瓷換能器的兩端面間來回反射並且疊加。當兩個換能器之間的距離等於半波長的整數倍時發生共振,產生共振駐波現象,波幅達到極大。由縱波的性質可以證明,振動位移處於波節時,則聲壓是處於波腹。接收器端面近似為一波節,接收到的聲壓最大,經接收器轉換成的電信號也最強。聲壓變化和接收器位置的關系可從實驗中測出,當接收器端面移動到某個共振位置時,示波器上會出現最強的電信號,如果繼續移動接收器,將再次出現最強的電信號,兩次共振位置之間的距離即為1/2λ 。
方法2:相位比較法
波是振動狀態的傳播,也可以說是相位的傳播。沿傳播方向上的任何兩點,其振動狀態相同,或者說其相位差為2π的整數倍時兩點間的距離應等於波長λ的整數倍,利用這個公式可測量波長。由於發射器發出的是近似於平面波的超聲波,當接收器端面垂直於波的傳播方向時,其端面上各點都具有相同的相位。沿傳播方向移動接收器時,總可以找到一個位置使得接收到的信號與發射的信號同相。移過的這段距離必然等於超聲波的波長λ 。為了判斷相位差並且測定波長,可以利用雙蹤示波器直接比較發射的信號和接收的信號,同時沿傳播方向移動接收器尋找同相點。也可以利用利薩如圖形尋找同相時橢圓退化為斜直線的點。
方法3:時差法
即用比傳統方法更精確的儀器測出聲波傳播一定距離所用的時間,然後根據公式V=L/t即可測出聲速。
Ⅲ 測量聲速用什麼方法,具體要測量那些物理量
秒錶,米尺
測距離和時間,距離要選好,不同介質中速度不同,如果測反射回來的聲音距離和地點都要考率
Ⅳ 測聲速的方法都有什麼
測量聲速最簡單、最有效的方法之一是利用聲速v 、振動頻率f和波長λ之間的基本關系,即實驗時用結構相同的一對(發射器和接收器)超聲壓電陶瓷換能器,來作聲壓與電壓之間的轉換。利用示波器觀察超聲波的振幅和相位,用振幅法和相位法測定波長,由示波器直接讀出頻率f。
(一)諧振頻率
超聲壓電陶瓷換能器是實驗的關鍵部件,每對超聲壓電陶瓷換能器都有其固有的諧振頻率,當換能器系統的工作頻率處於諧振狀態時,發射器發出的超聲波功率最大,是最佳工作狀態。
(二)振幅法
由發射器發出的聲波近似於平面波。經接收器反射後,波將在壓電陶瓷換能器的兩端面間來回反射並且疊加。當兩個換能器之間的距離等於半波長的整數倍時發生共振,產生共振駐波現象,波幅達到極大。由縱波的性質可以證明,振動位移處於波節時,則聲壓是處於波腹。接收器端面近似為一波節,接收到的聲壓最大,經接收器轉換成的電信號也最強。聲壓變化和接收器位置的關系可從實驗中測出,當接收器端面移動到某個共振位置時,示波器上會出現最強的電信號,如果繼續移動接收器,將再次出現最強的電信號,兩次共振位置之間的距離即為1/2λ 。
(三)相位法
波是振動狀態的傳播,也可以說是相位的傳播。沿傳播方向上的任何兩點,其振動狀態相同,或者說其相位差為2π的整數倍時兩點間的距離應等於波長λ的整數倍,利用這個公式可測量波長。由於發射器發出的是近似於平面波的超聲波,當接收器端面垂直於波的傳播方向時,其端面上各點都具有相同的相位。沿傳播方向移動接收器時,總可以找到一個位置使得接收到的信號與發射的信號同相。移過的這段距離必然等於超聲波的波長λ 。為了判斷相位差並且測定波長,可以利用雙蹤示波器直接比較發射的信號和接收的信號,同時沿傳播方向移動接收器尋找同相點。也可以利用利薩如圖形尋找同相時橢圓退化為斜直線的點。
如果你想得到空氣中的聲速 那可以用下面這個簡單的方法:
為了測量聲音的速度你需要一個秒錶和一個皮尺。量一個500米的距離,要盡可能量得准確一點。你和你的同學分別站在兩端;你的同學兩手各拿一塊大石頭(或者鑼、鼓、或者乾脆拍手--拍手的聲音太低如果對方聽不到就不好辦了),你則拿一個馬表。當你大叫「開始」時,你的同學要把石頭舉到頭頂,盡量大聲敲擊。�當你一看到石頭撞在一起,就按下秒錶。等到你聽到石頭撞擊的音,就再按一下馬表讓秒錶停下來。時間方面要記錄到十分之一秒。如果能多做幾次實驗,算出時間的平均值是最好的。�你只要用計算機把你和你同學的距離除以時間,就可以算出聲音的速度了。