發(fā)布時間:2025-09-29 19:36:12 瀏覽次數(shù):2
測量聲速最簡單、最有效的方法之一是利用聲速v 、振動頻率f和波長λ之間的基本關(guān)系,即實驗時用結(jié)構(gòu)相同的一對(發(fā)射器和接收器)超聲壓電陶瓷換能器,來作聲壓與電壓之間的轉(zhuǎn)換。
利用示波器觀察超聲波的振幅和相位,用振幅法和相位法測定波長,由示波器直接讀出頻率f。
(一)諧振頻率
超聲壓電陶瓷換能器是實驗的關(guān)鍵部件,每對超聲壓電陶瓷換能器都有其固有的諧振頻率,當(dāng)換能器系統(tǒng)的工作頻率處于諧振狀態(tài)時,發(fā)射器發(fā)出的超聲波功率最大,是最佳工作狀態(tài)。
(二)振幅法
由發(fā)射器發(fā)出的聲波近似于平面波。
經(jīng)接收器反射后,波將在壓電陶瓷換能器的兩端面間來回反射并且疊加。
當(dāng)兩個換能器之間的距離等于半波長的整數(shù)倍時發(fā)生共振,產(chǎn)生共振駐波現(xiàn)象,波幅達(dá)到極大。
由縱波的性質(zhì)可以證明,振動位移處于波節(jié)時,則聲壓是處于波腹。
接收器端面近似為一波節(jié),接收到的聲壓最大,經(jīng)接收器轉(zhuǎn)換成的電信號也最強(qiáng)。
聲壓變化和接收器位置的關(guān)系可從實驗中測出,當(dāng)接收器端面移動到某個共振位置時,示波器上會出現(xiàn)最強(qiáng)的電信號,如果繼續(xù)移動接收器,將再次出現(xiàn)最強(qiáng)的電信號,兩次共振位置之間的距離即為1/2λ 。