[实用新型]一种用共鸣法测声速和波长的装置

说明书

技术领域

本实用新型属于物理实验装置技术领域，尤其是一种用共鸣法测声速和波长的装置。

背景技术

目前，一般的声速测量实验是利用共鸣管、音叉、米尺、软锤和蓄水桶来测定空气中的声速和波长，音叉固定在共鸣管的上方，共鸣管置于蓄水桶中，用软锤敲击音叉后，慢慢移动共鸣管使共鸣管内的空气柱长度增大，当空气柱达到某一长度时，声音明显变响，这时说明空气柱与音叉发生了共鸣，然后用米尺测量出共鸣时空气柱的长度，在用米尺测量空气柱的长度时，因为米尺是不固定的所以造成读数的误差较大，还有音叉在使用时振幅是不断衰减的，所以要不停的敲击，且使用过程中仅凭实验者的听觉来判断是否达到共鸣，实验精度受到限制，还有共鸣管中的空气柱的长度是由蓄水桶控制的，因此空气柱的长度难以准确控制，当水发生波动时，不仅影响实验结果，而且容易弄脏实验室浪费水资源。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种比现有技术方便，结构简单且实验精度更高的用共鸣法测声速和波长的装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种用共鸣法测声速和波长的装置，包括发声组件、共鸣组件、支撑件，共鸣组件安装在支撑件上，其特征在于：所述发声组件包括信号发生器、功率放大器和扬声器，功率放大器的输入端与信号发生器连接，功率放大器的输出端与扬声器连接，信号发生器、功率放大器和扬声器之间均通过导线连接；所述共鸣组件包括声波反射件和声波接收件，支撑件包括光具座，光具座上设有可移动的标杆，发声组件和声波反射件安装在光具座的两端，声波接收件安装在标杆上并设置在发声组件和声波反射件之间，声波接收件通过标杆与光具座形成滑动配合。

上述结构中，信号发生器发出的信号通过功率放大器的放大再传输给扬声器，扬声器接收音频信号发出声波，声波到达声波反射件发生反射，反射后的反射波与空气中的入射波在空气中发生干涉产生共鸣现象，声波接收件通过移动来捕捉共鸣发生的信号点，测量出所需的实验数据，然后通过公式计算出波长，波长再乘以已知的频率得出声速。

作为本实用新型的进一步设置，所述声波反射件包括厚金属板，厚金属板和扬声器分别设置在光具座的两端，厚金属板与光具座成垂直设置。

上述结构中，厚金属板要尽量与光具座垂直且要安装牢固，还有厚金属板的表面要尽量平整光滑，这样能改善它对声波的反射性能，

作为本实用新型的进一步设置，所述声波接收件包括话筒和示波器，话筒通过导线与示波器的输入端连接，话筒设置在厚金属板和扬声器的中间。

上述结构中，空气中的入射波与经过厚金属板反射的反射波发生干涉产生干涉信号，该干涉信号通过话筒传输给示波器，通过示波器直观的反应出共鸣现象的驻波。

作为本实用新型的进一步设置，所述光具座上设有导轨，标杆安装在该导轨上，厚金属板与导轨成垂直设置，话筒设置在该标杆上且可沿导轨轴向往复移动；所述扬声器的纸盆正对厚金属板的中心，话筒的头部与扬声器和厚金属板的中心等高。

上述结构中，扬声器、话筒、厚金属板的中心均在一条直线上，是为了减小实验误差，沿着导轨移动话筒，寻找声波的共鸣点，当示波器显示波形幅度最小时，即为驻波的节点，然后测量出相邻两个驻波节点之间的距离，多测几组取平均值，这样能更精确。

作为本实用新型的进一步设置，所述光具座上设有沿导轨轴向分布的刻度。

上述结构中，在测量相邻两个驻波节点之间的距离时，不用借助外界的测量工具，可直接在光具座上读取数据，不仅效率高而且精度也更高。

采用上述方案，不仅结构简单易操作，且大大提高了实验精度，装置可循环使用，经济实惠。

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。

附图说明

附图1为本实用新型具体实施例结构示意图；

附图2为本实用新型具体实施例结构分解图；

附图3为本实用新型具体实施例结构分解图；

附图4为本实用新型具体实施例结构分解图。

具体实施方式

下面通过实施例对本实用新型进行具体的描述，只用于对本实用新型进行进一步说明，不能理解为对本实用新型保护范围的限定，该领域的技术工程师可根据上述实用新型的内容对本实用新型作出一些非本质的改进和调整。