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【物理】求测量声速的巧妙方法
时间:2024-12-23 16:42:04
答案

求测量声速的巧妙方法,首先明确目标介质。若针对空气中的声速,可采取“回声法”。选择一空旷地带,如森林边缘或大型空地,一端设为发射源,另一端为接收端。发射者从已知距离处发出声音,同时计时。

接收者在听到声音的同时开始计时,直至再次听到声音。声音在空气中传播两次,即从发射源到接收者,再从接收者反射回发射源。因此,所需时间等于两次传播时间之和。设发射源与接收者的距离为d,反射回的时间差为t,则声音在空气中传播速度v可由公式计算得出:v = d / t。

如果目标介质为固体或液体,测量声速的方法有所不同。以固体为例,可以使用“声波反射法”。准备一个长直的固体材料,如金属棒,一端为发射端,另一端为接收端。发射者在发射端敲击固体,同时开始计时。

接收者在听到声音的同时开始计时,直至再次听到声音。声音在固体中的传播速度更快,且路径较短。设固体长度为L,声音传播时间差为T,则固体中的声速v可通过公式计算得出:v = L / T。

对于液体介质,可以使用“波动干涉法”。准备一个液体容器,如水槽,一端为发射源,另一端为接收端。发射者在发射端滴入一滴颜料,同时开始计时。

观察颜料在液体中传播至接收端的时间,记录为t。声音在液体中的传播速度较空气快,但慢于固体。设液体深度为d,声音传播时间为t,则液体中的声速v可通过公式计算得出:v = d / t。

通过这些巧妙的方法,我们能够准确测量不同介质中的声速。选择合适的方法,结合具体介质特性,可以提高测量精度,优化实验过程。

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