空气、液体介质的声速测量 声波是一种在弹性媒质中传播的机械波，颜率低于20Hz的声波称为次声波：频率在 20Hz~20kHz的声波可以被人听到，称为可闻声波：频率在20kHz以上的声波称为超 声波 超声波在媒质中的传播速度与媒质的特性及状态因素有关。因而通过媒质中声速的测 定，可以了解媒质的特性或状态变化。例如，测量氯气（气体）、蔗糖（溶液）的浓度、 氯1橡胶乳液的比重以及输油管中不同油品的分界面，等等，这些问题都可以通过测定这 些物质中的声速米解决。可见，声速测定在工业生产上具有一定的实用意义。同时，通过 液体中声速的测量，了解水下声纳技术应用的基本概念 【实验目的】 1,了解压电换能器的功能，加深对驻波及振动合成等理论知识的理解 2,学习用共振干涉法、相位比较法和时差法测定超声波的传播速度。 3.通过用时差法对不同介质的测量，了解声纳技术的原理及其重要的实用意义。 【实验原理】 在波动过程中波速V、波长入和频率f之间存在着下列关系：V=f,入，实验中可 通过测定声波的波长入和频率f米求得声速V。常用的方法有共振干涉法与相位比较法。 声波传播的距离L与传播的时间t存在下列关系：L=V·t,只要测出L和t就可 测出声波传播的速度V,这就是时差法测量声速的原理。 1.共振干涉法（驻波法）测量声速的原理： 当二束幅度相同，方向相反的声波相交时，产生干涉现象，出现驻波。对于波束1： E=A·cos(ot-2π·X/久)、波束2：E,=A·c0s(ot+2π·X/入)，当它们相交会时 登加后的波形成波束3：F=2A·cos(2π·X/久)·cos0t,这里0为声波的角频率，t1为 经过的时间，X为经过的距离。由此可见，叠加后的声波幅度，随距离按c0s(2π●X/入) 变化。如图1所示。压电陶瓷换能器S,作为声波发射器，它由信号源供给频率为数千周 的交流电信号，由逆压电效应发出一平面超声波：而换能器S,则作为声波的接收器，正压 电效应将接收到的声压转换成电信号，该信号输入示波器，我们在示波器上可看到一组由 接收到的信号幅度的包络波 图1 发射换器与接收换能器之间的距离 声压信号产生的正弦波形。声源S,发出的声波，经介质传播到S,在接收声波信号的同 时反射部分声波信号，如果接收面(S,)与发射面(S,)严格平行，入射波即在接收面