大学物理实验声速测定_百度知道
大学物理实验声速测定
5HZ的频率不确定度给声速测定带来的影响--&Δf=5Hz,f=30000Hz,v=λf--&Δv/v=Δf/f=5/;60000由于超声波具有波长短，易于定向发射、易被反射等优点。在超声波段进行声速测量的优点还在于超声波的波长短，可以在短距离较精确的测出声速。
超声波的发射和接收一般通过电磁振动与机械振动的相互转换来实现，最常见的方法是利用压电效应和磁致伸缩效应来实现的。本实验采用的是压电陶瓷制成的换能器(探头)，这种压电陶瓷可以在机械振动与交流电压之间双向换能。声波的传播速度与其频率和波长的关系为：
由(1)式可知，测得声波的频率和波长，就可以得到声速。同样，传播速度亦可用 (2)
表示，若测得声波传播所经过的距离L和传播时间t，也可获得声速。 1.
共振干涉法 实验装置如图1所示，图中和为压电晶体换能器，作为声波源，它被低频信号发生器输出的交流电信号激励后，由于逆压电效应发生受迫振动，并向空气中定向发出以近似的平面声波；为超声波接收器，声波传至它的接收面上时，再被反射。当和的表面近似平行时，声波就在两个平面间来回反射，当两个平面间距L为半波长的整倍数，即
(3)时，发出的声波与其反射声波的相位在处差(n=1，2 ……)，因此形成共振。因为接收器的表面振动位移可以忽略，所以对位移来说是波节，对声压来说是波腹。本实验测量的是声压，所以当形成共振时，接收器的输出会出现明显增大。从示波器上观察到的电信号幅值也是极大值(参见图2)。图中各极大之间的距离均为，由于散射和其他损耗，各级大致幅值随距离增大而逐渐减小。我们只要测出各极大值对应的接收器的位置，就可测出波长。由信号源读出超声波的频率值后，即可由公式(1)求得声速。2.
相位比较法 波是振动状态的传播，也可以说是位相的传播。沿波传播方向的任何两点同相位时，这两点间的距离就是波长的整数倍。利用这个原理，可以精确的测量波长。实验装置如图1所示，沿波的传播方向移动接收器，接收到的信号再次与发射器的位相相同时，一国的距离等于与声波的波长。同样也可以利用李萨如图形来判断位相差。实验中输入示波器的是来自同一信号源的信号，它们的频率严格一致，所以李萨如图是椭圆，椭圆的倾斜与两信号的位相差有关，当两信号之间的位相差为0或时，椭圆变成倾斜的直线。3.
时差法 用时差法测量声速的实验装置仍采用上述仪器。由信号源提供一个脉冲信号经发出一个脉冲波，经过一段距离的传播后，该脉冲信号被接收，再将该信号返回信号源，经信号源内部线路分析、比较处理后输出脉冲信号在、之间的传播时间t，传播距离L可以从游标卡尺上读出，采用公式(2)即可计算出声速。 4.
逐差法处理数据 在本实验中，若用游标卡尺测出个极大值的位置，并依次算出每经过个的距离为这样就很容易计算出。如测不到20个极大值，则可少测几个(一定是偶数)，用类似方法计算即可。
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实验报告实验题目: 声速的测量实验目的:了解超声波的产生,发射和接收的方法,用干涉法和相位法测声速.实验内容1 测量实验开始时室温.2 驻波法(1) 将超声声速测定仪的两个压电陶瓷换能器靠在一起,检查两表面是否水平.如果不水平将其调平.(2)将函数信号发生器接超声声速测定仪的发射端,示波器接接收端.函数信号发生器选择正弦波,输出频率在300HZ左右,电压在10-20V.(3)通过示波器观察讯号幅度,调整移动尺改变测定仪两端的距离找到使讯号极大的位置,在极大值附近应该使用微调,即固定移动尺螺丝,使用微调螺母调整.(4)从该极大位置开始,朝一个方向移动移动尺,依次记下每次讯号幅度极大(波腹)时游标的读数,共12个值.3 相位法(1) 将超声声速测定仪的两个压电陶瓷换能器靠在一起,检查两表面是否水平.如果不水平将其调平.(...
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大学物理实验模拟考题及其解答
一、绪论课
最基本应该掌握的内容：（1）数据处理的四种方法：列表法、作图法、逐差法、统计与直线拟合法，另外，还有最小二乘法、计算器法。前四个是最基本的；（2）误差传递基本方法：对数微分法、全微分法。具体的传递涉及：正方体、长方体、圆面、圆柱体、球体，两个刻度相减对应的距离的对应的仪器误差；（3）结果表达式的书写的基本要领；
一、绪论课
1. 随机误差、系统误差（量具误差与调整误差、理论误差与方法误差、环境误差、人员误差），分为可定系统误差和未定系统误差；结果表达式的规范写法与相对误差、三要素：测量值、不确定度和单位；单次测量结果表达式的写法―极限误差；多次测量、仪器误差、仪器标准差、②置信概率（置信度）
例（1）测量结果表达式的三要素，是指 、 、 。
例（2）在直接、单次测量的结果表达式中，常用仪器的极限误差Δ作为测量的不确定度，则该结果的置信概率为： （
（A）68.3% （B）95.5% （C）99.7% （D）不能确定
例（3）某长度的计量测量结果写成：L 25.78±0.05（mm） p 68.3%，下列叙述中哪个是正确的？
待测长度是25.73mm或25.83mm
待测长度是25.73mm到25.83mm之间
待测长度的真值在区间25.73mm~25.83mm内的概率为68.3%
待测长度在25.73mm~25.83mm内的概率是68.3%
解：D正确的，因为待测长度的真值应该在25.73mm~25.83mm内的置信概率为68.3%。
2.真值、测量值、误差（绝对误差）的区别
例（1）依照测量方法的不同，可将测量分为 和 两大类。
例（2）1） 对一物理量进行等精度多次测量，其算术平均值是 （
A.真值；B.最接近真值；C.误差最大的值；D.误差为零的值
3.偏差、标准误差、标准偏差、视差的区
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大学物理实验习题
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大学物理演示实验——弦驻波的演示实验
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大学物理实验试题 (闭卷)
导读：年度秋季大学物理实验试题B卷，2．牛顿环实验中测量两条纹直径的平方差是为了消除_____________和__，并指出式中各物理量的物理意义：，5．声速测定实验中，6．声速测定实验中，7．气垫导轨实验装置虽然消除了接触摩擦，出式中各物理量的意义：，12．超声光栅测声速实验中超声腔中产生的是________驻波，13．微波干涉实验中微波波长变长，14．布拉格衍射实验中晶体晶格常
年度秋季大学物理实验试题 B卷
1．用霍尔法测磁感应强度时，霍尔片上除了不等势电压外，还存在由热电效应和热磁效应引起的各种副效应，这些副效应大多通过____________方法，即改变_________和___________的方向加以消除。如果电流沿X轴方向，磁场沿Z轴方向，由在Y轴方向测得的霍尔电压可推知霍尔电场沿Y轴正向，则此霍尔元件是由＿＿＿＿（填N型或P型 ）半导体材料制造的。
2． 牛顿环实验中测量两条纹直径的平方差是为了消除 _____________和 ______________测量的不确定性，在测量过程中保持单方向性是为了避免________________。
3．用共振干涉法（驻波法）测波长时，由干涉理论知，当换能器S1S2之间的距离xi满足xi =
时，将形成稳定的驻波，写出测定声速的表达式：
，并指出式中各物理量的物理意义：
4．读数显微镜使用时要特别注意避免产生
，它的起因是
，其避免的方法是：测量时测量鼓轮始终沿
5．声速测定实验中，如果两探头S1和S2间距为X,那么入射波与反射波形成驻波的条件是 _____________；相邻两波节间距为：___________。压电陶瓷换能器在声电转换过程中____________保持不变。
6．声速测定实验中，声波的波长我们分别可以用 ____________和_________法来测量，压电陶瓷换能器在声电转换过程中____________保持不变。
7．气垫导轨实验装置虽然消除了接触摩擦，但在验证牛顿第二定律时，仍有一定的误差，其误差的主要来源
8．气垫导轨装置的最大优点是
，从而使力学系统处于阻力可忽略的状态。测量滑块某时刻的瞬时速度，实际上是测量
滑块在某一小段时间内的
9．调节迈克尔逊干涉中M1M2垂直的判据是
，迈克尔逊干涉仪中补偿板G2的作用是使两相干
10．两相干光叠加形成一明条纹的干涉条件是：
。利用非定域干涉测激光波长的计算公式是：
出式中各物理量的意义：
11．牛顿环是光的________干涉图样，其干涉条纹从中心向外逐渐变______(填“疏”或“密”),条纹的形状是_________。
12．超声光栅测声速实验中超声腔中产生的是________驻波，如果将液体由酒精换成水，那么声速会如何变化________。
13．微波干涉实验中微波波长变长，那么两个微安表极小间的移动距离会如何变化________。
14．布拉格衍射实验中晶体晶格常数的变大，则第一级衍射角将会变________。
二、不定项选择题（共21分）
1．在调节分光计时，要求把望远镜调焦到无穷远，现目镜已调好，若从望远镜视场中看到自准直反射镜反射回来的自准直像如下
）所示，则说明望远镜已调焦到无穷远。
填空题（共19分，每空0.5分）：
mn化为R?2．牛顿环实验将测量式由R?的主要原因是：（
） K?4(m?n)?
A：消除干涉级次K的不确定性引起的系统误差；
B：为了测量更加方便；
C：避免了因干涉中心斑纹是非理想点而给测量干涉条纹半径带来的误差；
D：避免了读数显微镜读数的螺距差。
3．等厚干涉实验中测量牛顿环两个暗纹直径的平方差是为了： (
A：消除回程差
B：消除干涉级次的不确定性；
C：消除视差；
D：消除暗纹半径测量的不确定性；
4．关于牛顿环下面说法正确的是：（
Ａ：是光的等倾干涉条纹；
Ｂ：是光的等厚干涉条纹；
Ｃ：条纹从内到外逐渐变密；
Ｄ：条纹由内到外逐渐变疏；
5．选出下列说法中的正确者（
A：牛顿环是光的等厚干涉产生的图像。
B：牛顿环是光的等倾干涉产生的图像。
C：平凸透镜产生的牛顿环干涉条纹的间隔从中心向外逐渐变密。
D：牛顿环干涉条纹中心必定是暗斑。
6．声速测定实验中声波波长的测量采用：
A：相位比较法
B：共振干涉法；
C：补偿法；
D：；模拟法；
7．在调节分光计时，如果发现望远镜中观察到的狭缝像模糊不清，可能原因是： (
Ａ：平行光管和望远镜不在同一轴线上；
Ｂ：平行光管出射的不是平行光；
Ｃ：望远镜的光轴与分光计的中心轴不垂直；
Ｄ：望远镜没有聚焦到无穷远；
三、判断：（共20分）(正确打“√”，错误打“?”)
1．迈克尔逊干涉仪没有毛玻璃则看不到干涉条纹。
2．分光计设计成两个游标是为了消除偏心差。
3．测量牛顿环直径时，若测量的不是干涉环的直径，而是干涉环的同一直线上的弦长，对实验结果不会有影响。
4．全息照相实验为了保证实验成功需要使参考光和物光的光程相等。
四、计算题（共40分）
1．（10分）已知汞灯绿色光谱线的波长为?
?5461A?，用分光计测得其经光栅衍射后的?1级绿光和?1绿光的左右游标读数如下，求该光栅的光栅常数d。（不要求计算不确定度?d）
2．（15分）迈克尔逊干涉仪测He-Ne激光波长时，测出屏上每冒出50个条纹时平面
镜M1的位置读数依次如下（单位：mm）：54.164, 54.281, 54.202. 求激光的波长（不要求求波长的不确定度）。
3．（15分）用共振干涉法测声速时，已知压电陶瓷的共振频率为f?41kHz，测得示波器上出现最大波形时，可移动压电陶瓷
换能器的位置为：1.412mm,5.734mm,9.286mm,13.600mm,17.817.mm,21.986mm,26.028mm,30.356mm,34.478mm,38.636mm。求超声波在空气中的传播速度v。（不要求求不确定度?v）
大学物理实验测试题
以下三个量的表示结果哪个是对的（直接在所选项打
A=(0.488±0.04)mm
B=(1.9±0.05)mm
C=(48.90±0.01)mm
以下哪个量值的表示是对的
A=(32.22±0.125)cm
B=(12.8±0.02)mm
C=(48.90 ±0.01)mm
①仪器读数的一般规则是读至仪器（
）所在的一位
②一组测量数据的平均值的标准偏差是其测量列的标准偏差的（
③对于0.1级、满量程为100MA电流表测电流其仪器误差为 （
①你所做过的实验中哪些实验用了对称测量法修正系统误差？
二、质量与密度测量
①电子天平开机后显示0.000，单次测量的不确定度为0.002 g （A）
单次测量的不确定度为0.0Ig
单次测量的不确定度为0.001g
②用比重瓶测液体密度时瓶内充满水后有气泡会使测量结果偏大（A）
会使测量结果偏小（B)
①电子天平有零点误差时应先调节（
②螺旋测微计使用时当测量面与被测物快接触时应旋动（
①简述电子天平使用注意事项
三、霍尔效应实验
1、选择题 √）
①霍尔电压U
UH与载流子浓度n成反比（A） 与载流子浓度n成正比（B)
②半导体载流子浓度n越大霍尔系数R
RH越（A） 半导体载流子浓度n越大霍尔系数
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