CN202793575U - 一种空气中测声速的实验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出了一种空气中测声速的实验装置，三角架上固定有音频讯号发生器、喇叭、玻璃管及盛水筒；音频讯号发生器与喇叭连接控制其发声；喇叭位于玻璃管上端口的正上方，玻璃管的下端设有胶管接口，盛水筒与玻璃管的上端口平行，玻璃管通过胶管接口、软管与盛水筒相连构成连通器；所述的玻璃管管体上附有米尺刻度。通过改变频率来测定空气中声速的新方法得到的测量值与理论值的差值均小于4m/s，测量的绝对误差比常用方法还稍小一些，若选择精度更高的音频讯号发生器，会使测量结果更加准确，另外，实验时可根据输出频率的要求，适当缩短玻璃管的长度，减小实验仪器的尺寸，便于操作。
Description
技术领域
本实用新型公开一种空气中测声速的实验装置，属于物理实验装置技术领域。
背景技术
在大学物理实验中，空气中声速的测定是一个非常传统的实验，现有的实验装置由低频信号发生器、双踪示波器和声速测定仪（由两只相同的压电陶瓷换能器组成，一个作为声源，另一个作为接收器）构成。这种装置可采用“干涉法”和“相位法”二种方法测量，但都需要调节两换能器端面严格平行，由于换能器的反射面不是理想刚性平面，它对入射声波能量有吸收以及空气对声波的吸收作用，声波振幅将随传播距离而衰减，另外计算声速过程中还涉及室温、相对湿度等物理量，这些因素不可避免地影响了实验结果的准确性。
发明内容
本实用新型提出了一种空气中测声速的实验装置，同时给出了利用改变频率来测定空气中声速的新方法，该装置原理简单，操作简便，既可用于常规实验又可用于演示实验。
本实用新型空气中测声速的实验装置由如下部分组成：
三角架上固定有音频讯号发生器、喇叭、玻璃管及盛水筒；音频讯号发生器与喇叭连接控制其发声；喇叭位于玻璃管上端口的正上方，玻璃管的下端设有胶管接口，盛水筒与玻璃管的上端口平行，玻璃管通过胶管接口、软管与盛水筒相连构成连通器；所述的玻璃管管体上附有米尺刻度。
在玻璃管上方的小喇叭，当音频讯号发生器输入音频电流激励小喇叭发声时，声波便沿玻璃管方向传播，通过改变音频讯号发生器的频率和输出功率来改变声波的频率和声强。声波到达水面后被反射回来发生“半波损失”，在玻璃管的空气柱内相干叠加形成驻波。
本实用新型的积极效果在于：通过改变频率来测定空气中声速的新方法得到的测量值与理论值的差值均小于4m/s，测量的绝对误差比常用方法还稍小一些，若选择精度更高的音频讯号发生器，会使测量结果更加准确，另外，实验时可根据输出频率的要求，适当缩短玻璃管的长度，减小实验仪器的尺寸，便于操作。
附图说明
图1为本实用新型结构原理图；
图中。1、音频讯号发生器；2、喇叭；3、玻璃管；4、胶管接口；5、软管；6、盛水筒；7、三角架。
具体实施方式
根据图1所示，在三角架7上固定有音频讯号发生器1、喇叭2、玻璃管3及盛水筒6；约一米长（根据实验要求可更短些）附有米尺刻度的玻璃管3上端开口，下端设有胶管接口4，胶管接口4上接软管5，软管5的另一端连接盛水筒6，盛水筒6与玻璃管3的上端口平行，利用盛水筒6上下调节来调整玻璃管3中水面高度。在玻璃管3上方离管口较近处，安有一个朝着玻璃管3口的喇叭2，当音频讯号发生器1输入音频电流激励小喇叭2发声时，声波便沿玻璃管3方向传播，通过改变音频讯号发生器1的频率和输出功率来改变声波的频率和声强。声波到达水面后被反射回来发生“半波损失”，在玻璃管3的空气柱内相干叠加形成驻波。将玻璃管3的空气柱控制为某一长度不变，调节音频讯号发生器1的频率，直到出现共鸣现象，此时玻璃管3的空气柱长度是半个驻波长度的奇数倍，驻波个数为 
，驻波的波长为
，根据[
为音频讯号发生器1的频率]求出声速。
Claims (1)
1.一种空气中测声速的实验装置，其特征在于：三角架上固定有音频讯号发生器、喇叭、玻璃管及盛水筒；音频讯号发生器与喇叭连接控制其发声；喇叭位于玻璃管上端口的正上方，玻璃管的下端设有胶管接口，盛水筒与玻璃管的上端口平行，玻璃管通过胶管接口、软管与盛水筒相连构成连通器；所述的玻璃管管体上附有米尺刻度。
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| CN 201220470992 CN202793575U (zh) | 2012-09-17 | 2012-09-17 | 一种空气中测声速的实验装置 |
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| CN202793575U true CN202793575U (zh) | 2013-03-13 |
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| CN 201220470992 Expired - Fee Related CN202793575U (zh) | 2012-09-17 | 2012-09-17 | 一种空气中测声速的实验装置 |
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| CN (1) | CN202793575U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111458010A (zh) * | 2020-05-05 | 2020-07-28 | 湖南科技学院 | 一种电子声速测定仪 |
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2012
- 2012-09-17 CN CN 201220470992 patent/CN202793575U/zh not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
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Legal Events
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20130313 Termination date: 20130917 |