测量声音在气体、液体、固体中的传播速度

实验内容

使气体、液体、固体中产生恒定波,用相同的原理测定声速。把这3个实验当作一个系列,比较分子、原子的结合强度及声速的差异。

所需材料

透明丙烯圆管,橡胶塞,木屑,喇叭,功放器,低频发送器,电线,定规,眼镜清洗器,玻璃管,银色的彩绘粉,厨房清洁剂,橡胶气球,胶条,铝棒,松香,麦克风,前置放大器,测频仪。

实验方法

【声音在气体中的传播速度】

空气中的昆特实验

如图所示,在长2m,一端封口的玻璃管(事先放入木屑)的开口端上,安装一个直径相同的喇叭。当声波的频率为共鸣频率f时,在恒定波的振幅最大处,木屑会呈现出条纹状,且跳动起来。用定规测出相邻的两个振幅最大处之间的距离,这个值的2倍就是管内声波的波长λ。根据公式vλf可以得知:声音在空气中的传播速度约为340m/s。

测空气中声速

【声音在液体中的传播速度】

利用眼镜清洗器进行水中的昆特实验

如图所示,用橡胶气球把玻璃管的一端封闭。向其中注入含有彩绘粉(铝粉)的悬浊的水。加入少许厨房清洁剂,会使铝粉较容易扩散。

测水中声速

向眼镜清洗器中倒入水后,把玻璃管立于其中,打开开关。玻璃管内的水柱产生恒定波,铝粉聚集。用定规测出相邻的两个振幅最大处之间的距离,这个值的2倍就是管内声波的波长λ。眼镜清洗器产生是超声波,f约为30~40kHz(说明书上的数据)。根据公式vλf可以得知:声音在水中的传播速度约为1500m/s。

【声音在固体中的传播速度】

如图所示,拿住长1m的铝棒的中央,在手指上涂抹松香后进行摩擦,铝棒发出清晰的声音。用麦克风、功放器、测频仪测出声音的频率,f≈2500Hz。当铝棒产生恒定波时,两端为自由端,那么波长λ=2m。根据公式vλf可以得知:声音在铝棒中的传播速度约为5000m/s。

测固体中声速
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发布时间:2015/1/11 上午8:59:39  阅读次数:8703

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