第壹,傳統方法
方法1:聲音產生後,不會馬上傳到妳耳朵裏,壹般是壹段時間後。比如妳參加運動會,坐在離開槍的人有壹段距離的地方,妳會先看到槍冒煙,然後聽到槍響。這是因為光傳播得非常快,而聲音傳播得慢得多。所以妳會馬上看到槍冒煙,但是聲音壹時半會聽不到。所以早期測量聲速是用槍做實驗。幫助者要拿著槍在壹個有分寸的距離,另壹個人要拿著馬表站在原點。看到信號後,求助者朝天鳴槍。原點的人壹看到槍的火花和硝煙,就按下了馬表;當他聽到槍響時,他再次按下手表來停止它。看到火花和聽到槍聲之間的時間就是聲音傳播這段距離所需的時間。妳可以計算音速。按照這個原理,妳不妨在以後的校運動會上試試(就用百米賽)。要測量聲速,妳需要壹個馬表和壹個卷尺。測量500米的距離,盡可能精確地測量。妳和妳的同學分別站在兩端;妳同學手裏各拿壹塊大石頭,妳手裏拿塊馬表。當妳喊“走”的時候,妳的同學要把石頭舉到頭頂,盡可能大聲地敲。?壹看到石頭碰撞,就按手表。當您聽到石頭撞擊的聲音時,再次按下手表即可停止。時間應該記錄到十分之壹秒。如果可以多做實驗,最好能算出平均時間。?用電腦把妳和同學之間的距離除以時間,就可以算出音速。
方法二:還有壹種利用回聲測量聲速的方法:所謂回聲,就是聲音在傳播過程中碰到壹個高大的障礙物被反射回來,所以我們可以根據這個原理(事先測量好妳到高墻的距離)站在離高墻很遠的地方大聲喊,喊的時候按秒表,聽到自己的回聲再按秒表,這樣,妳的哭聲就從妳到高墻做了壹個來回。妳只需要把妳和高墻之間的距離除以測量時間的壹半,聲速就出來了(這裏需要註意的是,人分辨自己回聲的時間間隔大於0.1秒,聲音傳播的速度是每秒340米,所以妳和墻之間的距離不能小於17米,也不能在中間。
二、現代大學實驗室的測量方法
測量聲速最簡單有效的方法之壹是利用聲速v、振動頻率f和波長λ之間的基本關系,即在實驗中使用壹對結構相同的超聲壓電陶瓷換能器(發射器和接收器)來轉換聲壓和電壓。超聲波的振幅和相位用示波器觀察,波長用振幅法和相位法測量,頻率f用示波器直接讀出。
方法1: * *振動幹擾法。
發射機發出的聲波類似於平面波。波被接收器反射後,會在壓電陶瓷換能器的兩端來回反射並疊加。當兩個換能器之間的距離等於半波長的整數倍時,發生* * *振動,產生* * *振動駐波現象,振幅達到最大值。從縱波的性質可以證明,當振動位移在波節時,聲壓在波腹。接收器的端面近似為壹個節點,接收到的聲壓最大,接收器轉換的電信號也最強。聲壓變化和接收器位置之間的關系可以通過實驗來測量。當接收機的端面移動到某個* * *振動位置時,示波器上會出現最強的電信號。如果接收器繼續移動,會再次出現最強的電信號,兩個* *振動位置的距離為1/2λ。
方法二:相位比較法
波是振動狀態的傳播,也可以說是相位的傳播。沿傳播方向的任意兩點具有相同的振動狀態,或者當相位差為2π的整數倍時,它們之間的距離應等於波長λ的整數倍。波長可以用這個公式來測量。由於發射器發射的是類似平面波的超聲波,當接收器的端面與阿波羅的傳播方向垂直時,端面上所有點的相位都相同。當沿著傳播方向移動接收器時,您總能找到接收信號與發射信號同相的位置。傳播的距離必須等於超聲波的波長λ。為了判斷相位差,確定波長,我們可以用雙蹤示波器直接比較發射信號和接收信號,同時沿傳播方向移動接收器,找到同相點。還可以利用李沙育圖形,找出橢圓同相時退化為斜直線的點。
方法三:時差法
也就是說,用比傳統方法更精確的儀器來測量聲波傳播壹定距離所需的時間,然後根據公式V = L/T就可以測出聲速。