课程名称：综合物理实验5 专业：物理学，应用物理学 班级： 章节 学时 声速测量实验 4学时 名称 分配 1、了解超声波产生和接收的原理以及换能器的工作原理和功能。 教学 2、掌握用共振干涉法、相位比较法和时差法测量声速。 目的 3、掌握并熟悉超声波损耗系数的测定方法。 4、进一步熟悉示波器和音频信号发生器的功能和使用方法。 主要实 SVX5系列综合声速测定仪，示波器，低频信号发生器。 验仪器 1 熟悉仪器 熟悉低频信号发生器及示波器面板上各按钮和旋钮的作用以及它们的 操作方法，特别应注意相关的注意事项。 2,用共振干涉法测量空气中的波长和声速 （1)准备。如图1连接好仪器，并观察S1及S2是否平行. 实验 教学 SVX-5型信号源 示波器 内容 图1声速测试架、信号源及示波器连接图 (2)测量信号源的输出频率。.观察示波器接收到的信号，移动S2(S1为 发射端，固定不动)使S1到S2间距离约为5cm左右，使接收到的正弦 波幅度最大，调节信号频率旋钮，从最小开始调起，同时观察输出图形 寻找到信号最强处，此时信号源左下角信号指示灯亮。这时的信号发生器 的输出频率就是本系统的谐振频率（工作频率。）。自行设计数据记录
课程名称：综合物理实验 5 专业：物理学，应用物理学 班级： 章节 名称 声速测量实验 学时 分配 4 学时 教学 目的 1、了解超声波产生和接收的原理以及换能器的工作原理和功能。 2、掌握用共振干涉法、相位比较法和时差法测量声速。 3、掌握并熟悉超声波损耗系数的测定方法。 4、进一步熟悉示波器和音频信号发生器的功能和使用方法。 主要实 验仪器 SVX-5 系列综合声速测定仪，示波器，低频信号发生器。 实验 教学 内容 1．熟悉仪器 熟悉低频信号发生器及示波器面板上各按钮和旋钮的作用以及它们的 操作方法，特别应注意相关的注意事项。 2．用共振干涉法测量空气中的波长和声速 （1）准备。如图 1 连接好仪器，并观察 S1 及 S2 是否平行。 （2）测量信号源的输出频率 0 f 。观察示波器接收到的信号，移动 S2（S1 为 发射端，固定不动）使 S1 到 S2 间距离约为 5cm 左右，使接收到的正弦 波幅度最大，调节信号频率旋钮，从最小开始调起，同时观察输出图形， 寻找到信号最强处，此时信号源左下角信号指示灯亮。这时的信号发生器 的输出频率就是本系统的谐振频率（工作频率 0 f ）。自行设计数据记录
课程名称：综合物理实验5 专业：物理学，应用物理学 班级： 表格，测量3次谐振频率，求出平均值。 （3)测量。沿固定方向缓慢移动S2,观察示波器上信号的变化情况，选择 个信号的最大位置（波腹位置），在继续移动S2的同时，记录下每次信 号的最大位置x,取=0,1,2，.，10，自行设计数据记录表格记录测 量数据，用逐差法求出声波波长，并利用谐振频率∫。计算出声波在空气 中传播的波速。注意当S1及S2的间距比较远时，接收到的信号将有所 衰减。 (4)测量出室温'，求出声速理论值并计算相对误差，其中 T = mslx100 V理论 式中T=T。+1,o=331,4mS1是T。=273.13K时的声速。 3.用相位比较法测量空气中的波长和声速 (1)准备。接好线路，将两换能器间的距离调到5cm左右。将示波器调至信 号合成状态，TIME/DIV旋钮置于XY方式，使屏幕上出现稳定的、大小 适中的李萨如图形。 (2)测量。逐步增加两块换能器间的距离，屏幕上的李萨如图形会做周期性 的改变。选直线做初始状态，以后每当出现与初始直线斜率相同的斜线时 记录下接收器的位置，自行设计数据记录表格，连续测10个点，用逐差 法处理数据，得出波长、声速及误差，并与理论值进行比较，对结果进行 讨论. 4.测定超声波在空气中的损耗系数 (1)调节超声波发射器的发射频率至共振频率。 (2)缓慢移动$2使得示波器上信号为最大（即波腹位置），继续向同一方 向移动S2,记录下每次信号的最大位置x,取=0,1,2，.，15，及对 应的接收信号的电压数值U,自拟表格记录数据。 (3)计算损耗系数a。 重点 实验原理及实验操作
课程名称：综合物理实验 5 专业：物理学，应用物理学 班级： 表格，测量 3 次谐振频率，求出平均值。 （3）测量。沿固定方向缓慢移动 S2，观察示波器上信号的变化情况，选择一 个信号的最大位置（波腹位置），在继续移动 S2 的同时，记录下每次信 号的最大位置 i x ，取 i =0，1，2，.，10，自行设计数据记录表格记录测 量数据，用逐差法求出声波波长，并利用谐振频率 0 f 计算出声波在空气 中传播的波速。注意当 S1 及 S2 的间距比较远时，接收到的信号将有所 衰减。 （4）测量出室温 t ，求出声速理论值并计算相对误差，其中 0 0 T T v理论 = v ， 100% − = 理论 理论 v v v E 式中 T = T + t 0 ，v0＝331.4 m·S－1 是 T0 ＝273.13K 时的声速。 3．用相位比较法测量空气中的波长和声速 （1）准备。接好线路，将两换能器间的距离调到 5cm 左右。将示波器调至信 号合成状态，TIME/DIV 旋钮置于 X-Y 方式，使屏幕上出现稳定的、大小 适中的李萨如图形。 （2）测量。逐步增加两块换能器间的距离，屏幕上的李萨如图形会做周期性 的改变。选直线做初始状态，以后每当出现与初始直线斜率相同的斜线时 记录下接收器的位置，自行设计数据记录表格，连续测 10 个点，用逐差 法处理数据，得出波长、声速及误差，并与理论值进行比较，对结果进行 讨论。 4．测定超声波在空气中的损耗系数 （1）调节超声波发射器的发射频率至共振频率 0 f 。 （2）缓慢移动 S2 使得示波器上信号为最大（即波腹位置），继续向同一方 向移动 S2，记录下每次信号的最大位置 i x ，取 i =0，1，2，.，15，及对 应的接收信号的电压数值 Ui ，自拟表格记录数据。 （3）计算损耗系数 。 重点 实验原理及实验操作
课程名称：综合物理实验5专业：物理学，应用物理学 班级： 难点 实验原理的理解以及数据处理分析 教法 以讲授与操作演示为主，黑板书写为辅：讲授法，演示法 1、实验前为什么要调整测试系统的谐振频率？怎样进行调整？ 2、超声波的频率变化会不会影响超声波在空气中的损耗？为什么？ 思考题 3、若固定两换能传感器之间的距离，改变频率，能否测量出声速？为什么？ 4、测量波长时，为何要测量几个半波长的总长？ 操作要 1、测量时两块换能器间的距离要适当（≥40mm),因为两间距太近或太远时 点及注 信号干扰太多。 2、 测量液体时，注意液体要覆盖住传感器，但不得与实验装置的移动轴和数 意事项 显装置接触，以免损害仪器，倒出液体时也应小心。 教师根据实际教学过程进行教学评价，反映本节课的成功及遗憾之处，提出改进建议等 评价 教师牧学方面 学生学习方面 教学纳 实验操 效阑 重点 难点 教学 容完成 学习 重难点 作的积 学习综 讲授 理解 情况 破解 极性 合效果 出色 较好 教学评价 一般 其他说明 改进建 建议学生1人为一组完成该实验
课程名称：综合物理实验 5 专业：物理学，应用物理学 班级： 难点 实验原理的理解以及数据处理分析 教法 以讲授与操作演示为主，黑板书写为辅：讲授法，演示法 思考题 1、实验前为什么要调整测试系统的谐振频率？怎样进行调整？ 2、超声波的频率变化会不会影响超声波在空气中的损耗？为什么？ 3、若固定两换能传感器之间的距离，改变频率，能否测量出声速？为什么？ 4、测量波长时，为何要测量几个半波长的总长？ 操作要 点及注 意事项 1、测量时两块换能器间的距离要适当（≥40mm），因为两间距太近或太远时， 信号干扰太多。 2、测量液体时，注意液体要覆盖住传感器，但不得与实验装置的移动轴和数 显装置接触，以免损害仪器，倒出液体时也应小心。 教学评价 教师根据实际教学过程进行教学评价，反映本节课的成功及遗憾之处，提出改进建议等。 评价 效果 教师教学方面 学生学习方面 教学内 容完成 情况 重点 讲授 难点 破解 教学 策略 学习 态度 实验操 作的积 极性 重难点 理解 学习综 合效果 出色 √ √ 较好 √ √ √ √ √ √ 一般 其他说明 改进建议 建议学生 1 人为一组完成该实验
课程名称：综合物理实验5专业：物理学，应用物理学 班级：
课程名称：综合物理实验 5 专业：物理学，应用物理学 班级：