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大学物理实验系列——空气中的声速测量数据处理

2022-06-18 来源:乌哈旅游
大学物理实验系列——空气中的声速测量数据处理

一、实验目的

本实验旨在测量空气中的声速、计算媒体密度及其衰减系数。 二、实验原理

本实验采用了一种利用时延的传声方法来测量空气中的声速,具体原理如下:若由声源产生的声音从空气中传播,就会形成反射波,进而产生声源到反射点之间的时延。由于声速=距离/时延,将反射点间距离和时延结合起来就可以计算出声速,也就是决定时延的关键因素。 三、实验设备

实验中使用了脉冲声波发射器,声源控制器和超声波接收器,用于发出脉冲声波和接收回波,从而计算出声速。 四、数据处理

1. 首先,先将实验记录的数据读入计算机,然后根据脉冲声波发射时间和超声波回波接收时间,计算出其时延。

2. 然后根据声源和接收点声压分别计算媒体密度:

$$P_m=P_o+10log\\left( \\frac{2L}{\\delta t} \\right)$$其中Pm为媒体密度,Po为声源声压,L 为声源到接收点之间的距离,Δt 为时延。 五、实验结论

1. 根据时延计算,空气中的声速大约为340m/s。 2. 根据计算媒体密度,平均媒体密度大约为0.85 dB/m。

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