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1、声波谐振管及其声速测量预习报告一、 实验目的1.研究声波在谐振管中的运动规律。 2.利用共振法和回声法测量声波的传播速度。二、 实验内容及原理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。连接仪器如图：选用正弦波，调节其电压幅度到合适的大小，通过至于距离关口约2cm的麦克风来测量声波信号，调节调节信号源的频率，使得麦克风的信号最强，达到谐振，分别测量管中声波谐振频率及其对应的振动模式数之间的关系。2. 测量开管、闭管中驻波的声压分布，计算声波的声速。 选定一谐振频率（7001200Hz），微调频率达到谐振，移动固定麦克风的金属杆，分别测量开管、闭管中波的声压的分布规
2、律，计算波长及声速。通过测量探测器与端口之间的距离 及初始波和反射波之间的时间间隔来测量声速。3. 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。选定一频率（7001200Hz），将麦克分置于距离扬声器端口2cm附近的位置，移动闭管中活塞的位置，测量管中声波谐振振动模式数与官场之间的关系，计算声波的波长和声速。 4.观察开管、闭管中回声波的特点，用回声法测量声速。选用10Hz的方波，将麦克风从管的一端开始移动，观察初始波和回波信号的特点，测量管中的声速。三、 预习思考题1 推导空气中声速时为什么假定空气压缩是绝热过程(而非等温过程)？ 因为声波传递是压缩空气进行，该过程很快，可
3、以假设其无热量交换。2 要在管内得到理想的驻波，管端的反射率应满足什么条件？ 管端口材料为刚性的全反射材料，则，形成完全的驻波。3 波速分为相速度和群速度。用谐振法和回波法分别测量的是哪种声速？说明原因。 相速度可以理解为固定相位的点沿着波传播方向上的速度。群速度则为波包的速度。所以，谐振法测量的是相速度，其测量的是驻波，故应为发射波或反射波的波速。回波法测量的是群速度，特定频率的波管中一旦形成驻波，声压的近邻波节或波腹之间的长度为/2，可以通过测量波节之间的长度来测量波长，进而获得声速。测量的是波包的速度。4 等效管长相同开管和闭管，基频是否相等？谐振频率的间隔是否相等？基频不相等，由公式f1即为基频开管：闭管：又有：与开管不同，闭管中的谐振频率随振动模式数变化的斜率为21，不是1。故基频相等，谐振频率间隔不相等。