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--- exp:common:ssyj [2020/09/08 10:47]
shiyun [实验的目的、意义和要求]
+++ exp:common:ssyj [2022/05/12 17:11]
shiyun [实验原理简述]
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 ==== 实验的目的、意义和要求 ====
-  * 本实验要求研究声速的测量方法，并测量空气和液体中的声速。
+  * 学习声速的测量方法，并测量不同介质中的声速：气体（空气）、液体（水）、固体（有机玻璃棒）。
-  * （本学期不做）测量固体中的声速。
 ==== 实验原理简述 ====
-  * 什么是相位法？什么是共振法？什么是时差法？它们各有什么优缺点？
+  * 什么是**相位法**？什么是**共振法**？什么是**时差法**？它们各有什么优缺点？
   * 根据空气中声速与温度的关系，猜想一下水（或液体）中的声速与温度可能是什么关系？说明理由。
   * 给定固体材料的尺寸，如何测量固体中的声速？
   * 在不知道固体中声速的大致数值的情况下，固体材料的尺寸应如何设计？
+==== 实验前的思考 ====
+=== 关于原理 ===
+  - 什么是**相位法**？什么是**共振法**？什么是**时差法**？它们各有什么优缺点？
+  - 根据空气中声速与温度的关系，猜想一下水（或液体）中的声速与温度可能是什么关系？说明理由。
+  - 给定固体材料的尺寸，如何测量固体中的声速？
+=== 关于实验 ===
+  - 为什么要测量谐振频率？
+  - 共振法中，极大值的振幅随换能器间距的增加如何改变？
+  - 如果标尺的零点不准，即换能器贴紧时读数不为零，对实验结果有何影响？
+  - 考虑电子线路的延时，对实验结果有何影响？
+==== 实验后的拓展思考 ====
+  * 水中共振法和相位法的实验现象和你的预期有不一致吗？如何设计实验验证你的猜想？
+  * 如果只有单根固体棒，如何设计实验测量固体中的声速？
 ==== 实验室可提供的主要器材 ====
-示波器、信号发生器、声速测量仪、水槽、纯净水、有机玻璃（聚甲基丙烯酸甲酯）、电子天平等。
+示波器、信号发生器、声速测量仪、水槽、纯净水、有机玻璃（聚甲基丙烯酸甲酯）、电子天平等。\\
+{{:exp:common:声速.jpg?400|}}
 ==== 实验内容 ====
-  - 用3种方法测量空气中的声速，比较3种方法的特点。
+  - 用3种方法测量空气中的声速，并比较3种方法的特点。
   - 用3种方法测量水中的声速，并与空气中所观察到的实验现象作比较。
   - 选择一种方法，研究固体中的声速。
   - （选做）若仅有一个圆柱形的固体样品，已知其中声速的大致数值，设计一种实验方法准确测量其声速值（相对不确定度小于3%）。
+  - （选做）水中的实验现象与什么有关，设计实验验证你的想法。
   - （选做）研究水中声速与水温的关系。
-==== 实验中要解决的问题 ====
+==== 实验中的思考 ====
-  * 如何从示波器上得到稳定、明显的信号?
+  * 测量仪器上刻度尺的零点可能不准，这是否会影响声速的实验值？
+  * 时差法中，信号传播在电子线路的延时是否可以忽略？它是否会影响到声速的实验值？
   * 如何进行实验数据的处理，才能得到较为准确的结果？
-  * 测量液体中的声速时，水槽的边界对实验结果有什么影响？能否忽略不计？
+  * 如何从示波器上得到稳定、明显的信号?
+  * 在示波器上观察到的波形如果有畸变，如何调节？
+  * 测量时，每种方法对位置的判断分别有多大的不确定度？
+  * 测量液体中的声速时，水槽的边界对实验结果有什么影响？水的液面高度对实验结果有什么影响？如何验证你的想法？
   * *如何保持水槽中液体的温度近似不变？
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   * 简要叙述本实验的基本原理。
-  * 记录实验中出现的各种实验现象，对其进行分析、讨论。
+  * 记录实验中出现的实验现象，对其进行分析、讨论。
-  * 简要介绍实验中所设计的电路。
   * 实验数据的处理，及对结果的分析、讨论。
-==== 思考题 ====
-  * 测量仪器上刻度尺的零点可能不准，这是否会影响声速的实验值？
-  * 时差法中，信号传播在电子线路的延时是否可以忽略？它是否会影响到声速的实验值？
 ==== 参考资料 ====
   * 沈元华、陆申龙主编，基础物理实验，北京：高等教育出版社，2003年
+  * {{ :exp:common:声速-新概念物理讲义朱鹤年.pdf |空气温度、湿度对理论声速的影响}}——朱鹤年，新概念基础物理实验讲义
   * [[exp:common:bhzqy|附表：水的饱和蒸汽压与温度的关系]]
+  * [[https://zhuanlan.zhihu.com/p/365768877|压电效应]]
+  * [[https://www.pi-china.cn/zh_cn/expertise/technology/piezo-technology/fundamentals/|压电材料]]
+  * [[https://en.wikipedia.org/wiki/Sound_barrier|音障]]
+==== 关于直线拟合的不确定度 ====
+{{:home:zhousy:拟合不确定度.jpg|}}\\
+————引自基础物理实验补充讲义P15