1、逐差法的好处是可以利用全部数据,而不仅仅是起始、终点` 的两个数据,与具体的实验内容无关。
2、逐差法能够对超声声速测量过程中的样本点进行充分利用,同时减少测量仪器带来的误差,通过逐差法,能够很容易的发现测量过程中的数据的错误点。逐差法是一种常用的数据处理方式。逐差法是为提高实验数据的利用率,减小了随机误差的影响,另外也可减小了实验中仪器误差分量,因此是一种常用的数据处理方法。
3、逐差法处理数据的优点是充分利用已获得的实验数据,如数据偏差较大,可及时发现。物理中一般应用逐差法处理数据,还没有见过什么特殊的方法。。
1、在发射换能器与接收换能器之间有可能不是严格的驻波场;调节超声波的谐振频率时出现误差;示波器上判断极大值的位置不准确也会引入人为的和仪器的误差。在发射换能器与接收换能器之间有可能不是严格的驻波场。
2、共振干涉法测量声速 假设在无限声场中,仅有一个点声源S1(发射换能器)和一个接收平面(接收换能器S2)。当点声源发出声波后,在此声场中只有一个反射面(即接收换能器平面),并且只产生一次反射。在上述假设条件下,发射波ξ1=Acos (ωt+2πx /λ)。
3、声速测量的实验需要大量的数据分析 (1)示波器使用无需进行数据分析,具体的思考问题见后面的具体实验报告。(2)声速测量的逐差法计算三种不同方法的声速,列表采用四行七列。
4、实验原理 由波动理论可知,波速与波长、频率有如下关系:v = f λ,只要知道频率和波长就可以求出波速。本实验通过低频信号发生器控制换能器,信号发生器的输出频率就是声波频率。声波的波长用驻波法(共振干涉法)和行波法(相位比较法)测量。下图是超声波测声速实验装置图。
5、因为在谐振频率下可形成驻波,根据驻波的情况可测量声波的波长,再用波长乘以谐振频率就可以获得声速的大小。调节谐振时,把感应器贴近发射器,但是不用接触,然后调节驱动信号的频率,微调至感应器收到的波形最大为止。
6、声速测量的意义 应用于大气污染扩散、空气质量预报模型。声波在空气中的传播速度与空气的温度、压力等因素密切相关。因此,通过测量声速可以了解空气的状态,进而为污染扩散和空气质量预报提供重要的依据。用于地球物理学研究。
逐差法的好处是可以利用全部数据,而不仅仅是起始、终点` 的两个数据,与具体的实验内容无关。
采用逐差法处理数据。后面的四项分别减去前面的四项,即N i+4 - N i =2被波长。i=1,2,3,4。取N i+4 - N i 的平均值,再除2就是波长。波长乘以频率就是波速了。
驻波共振法:传统方法的实验演示在科大奥锐的虚拟仿真实验中,我们可以通过调整频率f,使电路与声速测定仪产生共振。图九[1]展示了这个过程:调节信号发生器,使波腹位置(误称驻波波腹)与声速测定仪同步,记录频率和声压最大值。通过逐差法,我们计算出实验结果与理论值的误差。
在实验过程中,我们首先创建了一个专门的表格,用于记录所有实验数据,确保数据清晰易读,便于后续利用逐差法计算不同位置的波速差值和平均值。通过共振干涉法和相位比较法,我们分别测量并计算出波长的平均值(λavg1)和(λavg2),以及标准偏差(σλ1)和(σλ2)。
“拉Y1(X)”旋钮拉出。从两换能器相距1cm左右开始,由近及远移动接收换能器,观察示波器上李萨如图形的变化情况,记下第?、20个出现直线时接收换能器的位置即游标卡尺的读数LLL?、L20。采用逐差法求出波长λ,进而求出声速v;计算声速的不确定度,表示测量结果。
改变两输入波的相位差),屏幕反复出现李萨如图形,每移动半个波长就会出现直线图形。最后,测量数据,从屏上直线出现为起点,缓慢增加移动磁鼓的位置,依次记录下屏上每次出现直线时所对应的数值;再缓慢地减少间距X,记录下次出现直线时所对应的数值,用逐差法处理数据,计算出波长。
一般说来,温度越高,声速越快,实验测量结果表明,超声波在10~35℃的纯净水中的传播速度随着温度的升高而升高。
其上装有指针,并通过定位螺母套在丝杆上,有丝杆带动作平移)、带刻度的手轮等。接收器的位置由主、尺刻度手轮的位置决定。
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。
确认管道长度已使系统达到共振状态,此时示波器上应显示出稳定且明显的正弦波形。 记录数据 在示波器上读取并记录波长和频率。 使用公式: [ v = f \lambda ] 计算声速,其中(v)是声速,(f)是频率,(\lambda)是波长。
方法:把正在响的闹钟放在密封的玻璃罩内,用抽气机逐渐抽出其中空气,发现铃声越来越小,最后听不见铃声,这就证明了声音传播需要介质。
其不同的原因是反射波使用的声波频率在1kHz左右(A=4m左右)属一维杆的纵波声速,而声波透射法使用30kHz左右的频率(λ=0.13m左右)属无限体的声速。 表12-11 测桩混凝土声速分级 13 声波的反射、折射及波型转换 声波在固体介质中的反射、折射及波型转换是岩体及砼声学检测的重要理论依据。
一般说来,温度越高,声速越快,实验测量结果表明,超声波在10~35℃的纯净水中的传播速度随着温度的升高而升高。
其上装有指针,并通过定位螺母套在丝杆上,有丝杆带动作平移)、带刻度的手轮等。接收器的位置由主、尺刻度手轮的位置决定。
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。
经过将原来的模型变形为ln(tt-c)=lntt0-bx,实际上是Y=MX+B的线性公式,我们就可以应用最小二乘法对总体数据进行拟合。同时,为了验证转换常数的引入对于具体曲线拟合的影响,我们标志出了两条拟合曲线,一条是未采用转换常数的拟合曲线,一条是采用了最佳转换常数(根据误差统计曲线确定)的拟合曲线。