怎样测量声速_测量声速的方法
实验目的
测量声音在空气中的传播速度。
实验仪器
下面是实验用到的器材:
至少拥有两个通道的示波器 两个驻极体话筒 两个 10 kΩ 的电阻 可调电源 我使用了可调电源,并且把电压调节到了 10 伏,但使用 9 伏的电池,或是从 USB 或其他什么地方引出的 5 伏直流电应该也是可以的。
实验原理
要想测量一个物体的运动速度,我们需要两个量:距离和时间,然后套入下面的公式就可以计算出速度:
实验步骤
在本实验中我们将两个话筒间隔 0.5 米放置,然后站在两个话筒的一侧(不要站在两个话筒的中间)拍手,示波器触发后,用示波器的光标测量功能计算出话筒接受声音信号的时间差,这个时间差即是声音传播 0.5 米的时间。
具体步骤如下:
将两个话筒间隔 0.5 米放置。 然后示波器通道 1 和 通道 2 探头分别接到话筒的输出端。 站在两个话筒的一侧拍手 触发后,用示波器的光标测量功能测量两个话筒输出波形的时间差。 测试步骤说明:
第一步中将话筒距离设置为 0.5 米是因为我手头上刚好有 50 cm 的尺子,你也可以用其他的距离,比如 1 米,但是别太短。 第四步中,我测试的是两个通道波形的第一个波峰之间的时间差,当然你也可以测量其他的波峰或是波谷。 话筒的简单的驱动如下:
示波器的设置如下:
通道1 电压档位:1 伏,耦合模式:交流 通道 2 电压档位:1 伏,耦合模式:交流 时基:400us 触发模式调节为单次触发 通道的耦合模式调节为交流可以过滤掉话筒的直流信号
两个话筒布置如下图:
数据计算
示波器光标测量结果如下图:
从图中可以看出两个的时间差为:1.44 ms, 转换为秒则为:0.00144 秒。计算如下:
速度 = 0.5 / 0.00144 = 347 米/秒