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1、声波谐振管及其声速测量实验报告一、 实验内容及数据1. 研究开管、闭管中声波谐振频率及其对应的振动模式数之间的关系，求基频。得到数据如下：开管：由线性拟合得：关系为f=192.4n+126.2的线性关系基频为330Hz由公式：l+0.8d=n2=nv2f由测量l=80+10=90cm，d=3cm，理论上应该是线性关系。实验与理论相符。闭管：由线性拟合得：关系为f=203.8n+93.4的线性关系基频为310Hz由公式：l+0.4d=(2n-1)4=(2n-1)v4f理论上应该是线性关系。实验与理论相符。2. 测量开管、闭管中驻波的声压分布，计算声波的声速。闭管（活塞在刻度尺80cm，890Hz
2、条件下）图像如图：由相邻波节长得波长为38cm由v=f得：声速为338.2 m/s开管（880Hz条件下）：图像如图：由相邻波节长得波长为40cm由v=f得：声速为352m/s3. 研究特定频率下，闭管中的长度与谐振模式数之间的关系，计算声速线性拟合图像如图：由拟合得特定频率下为l=14.39n-11.77由公式：l+0.4d=(2n-1)4=(2n-1)v4f易得声速v为349.36m/s4. 观察开管、闭管中回声波的特点，用回声法测量声速（选作）开管时：拟合图像如图：经过单位换算，斜率为-177.66则易得声速为355.32m/s闭管时拟合图像如图：换算单位后斜率为168.19易得声速为3
3、36.38m/s二、 复习思考题1. 假设声速已知，怎样利用该实验学到的内容测量谐振管的管长？开管时，由公式l+0.8d=n2=nv2f通过测量声波谐振频率及其对应的振动模式数之间的关系，可以得到管长l。闭管时，由公式l+0.4d=(2n-1)4=(2n-1)v4f通过测量声波谐振频率及其对应的振动模式数之间的关系，可以得到管长l。2. 在做共振实验时，扫描信号频率，在谐振频率附近可以听见声音变得很响亮。这是否意味着谐振管输出的振动能量增大了？如果是，解释增加的能量从何而来。并不是输出的振动能量增大，而是，反射波和原来的行进波发生干涉时就会产生驻波，声波可在管的两端来回反射好几次，所有这些反射波将一起发生干涉。它们的位相一致，产生一个振幅非常大的驻波。