1. 实验负责人：尤红军（西安交大）
2. 小组成员：李巧梅（重大），赵霞（中科大），赵西梅（上海交大）等

• *月*日版本：

1. 声波的物理基础
1.1 声波的物理机制
发声体产生的振动在介质中的传播，引起介质中的质点在平衡位置附近振动，本质上是传播发声体振动的机械波。
1.2 声波的频率、波长、分类、及声强
声波的频率是指波列中质点在单位时间内振动的次数，以赫兹（Hz）为单位测量，描述每秒周期数。
声波的波长是具有相同相位度的两个点之间的距离，也是波在一个时间周期内传播的距离。（不是机械振动的振幅，这点尤其注意）
声波的分类通常是按照频率来分，频率低于20Hz的为次声波，频率在20Hz~20kHz之间人的听觉所能辨识到的为可闻声波，常称声波，频率高于20kH的为超声波。
声波平均能流密度的大小叫声强。某一处的声强级，是指该处的声强与参考声强的比值常用对数的值再乘以10，度量它的单位为分贝，符号为dB。参考声强是10-12瓦/米2。
1.3 声波的传播、速度
在声波的传播中，振动是载体和形式，根本是能量通过波的形式进行传播，声速是能量通过波的形式在介质中的传播速度。
声波在不同的介质中传播速度显著不同。现在已经测得空气中常温常压下声波速度是344m/s，淡水中为1430m/s，海水中1500m/s，钢铁中5800m/s，铝中6400m/s，石英玻璃中5370m/s，而在橡胶中仅为30-50m/s。

2. 声波的应用
2.1 古代人们对声波的应用
声乐是古人对声波的重要应用。编钟，战国初期曾侯乙墓中的一套编钟，共65件，1978年在湖北随县出土。这是现今世界见到的规模最为宏大的古代乐器。编钟的发声完全符合北宋科学家沈括的论述，即扁圆形钟音短，在快速演奏中不会相互干扰，可以演奏的精辟分析。可见春秋战国时期（公元前770—前221年），我国在声学及韵律的研究已有很高的成就。
声乐中的音调是由声波的频率决定的，频率高，音调也高，声音纤细；反之，频率低，音调也低，声音雄浑。各种声源发声的频率千差万别，使得声波丰富多彩。例如小鼓的声波是每秒钟振动80-2000次，即频率为80-2000Hz；钢琴发声的频率范围是27.5-4096Hz；大提琴是40-700Hz；小提琴是300-10000Hz；笛子是300-16000Hz；男低音发声的频率范围是70-3200Hz；男高音为80-4500Hz；女高音是100-6500Hz；人们普通谈话的声波频率在200-800Hz之间。
2.2 当代科技中声波的应用
声波的应用非常更广泛，如声波探测，声波通讯，声波侦查，声波雾化，声波测速，声波定位等等。例如：在暗淡无光的海下，声呐就相当于潜艇的眼睛，通过声波观察周围的物体，海下舰船，无人潜航器等的通讯也是通过声波来实现的。声波可用于地质勘察，通过声波在地下传播速度的不同，可以探测出地下金属矿藏、煤炭、石油、天然气等。声波可以用于无损检测物体内部的缺陷。声波可以预测风暴。超声波可以雾化药物，还可以进行超声波清洗等等。

1）用驻波法测量空气中的声速；
2）用相位比较法测量空气中的声速。

1）用驻波法测量不同液体中的声速，液体包括水，酒精等。
2）用相位比较法测量不同液体中的声速，液体包括水，酒精等。
3）用时差法分别测量空气中和水中的声速。

利用李萨如图形测量声波的频率和相位差，实现空气中声波的测量。

1）利用声光衍射法测定液体中的声速。
2）利用多普勒效应测定声速。

3.1 实验原理的理解与掌握
1）各种声波测量方法的测量原理
2）实验装置的工作原理，声波发生器的工作原理，换能器的工作原理，示波器的工作原理

3.2 实验操作能力与数据测量能力
1）实验装置的搭建和线路的连接
2）实验装置的操作，包括声波信号源装置、示波器装置等
3）设计测量数据表格，按照测量规范测量数据

3.3 数据处理能力
1）逐差法处理数据能力
2）作图法处理数据能力
3）最小二乘法处理数据能力
4）测量结果的误差估算能力

3.4 实验结果的分析与讨论能力
1）对实验结果能够进行合理的分析讨论
2）对实验中的误差来源及影响程度能进行合理的分析讨论
3）能够对实验提出合理的改进建议

驻波法、相位法、时差法、李萨如图形、压电陶瓷换能器、谐振频率、脉冲法。

声学，力学，电子科学

超声波探损实验。利用超声波在物体中的传播速度测定物体中的裂纹等损伤。
利用声速及多普勒效应测定运动物体的位置和运动速度。

欢迎大家留言讨论！ — 乐永康 2019/12/05 13:01