¿Cuáles son las fuentes de errores en el experimento universitario de física "Medición de la velocidad del sonido"?

Desde la perspectiva de los instrumentos y procesos experimentales utilizados en el laboratorio, las principales fuentes de errores son las siguientes:

1.Existe un error entre el transductor transmisor y el receptor. transductor. Puede que no sea un campo de onda estacionaria estricto;

2. Se producen errores al ajustar la frecuencia de resonancia de las ondas ultrasónicas.

3. en el osciloscopio también introducirá artefactos artificiales y errores del instrumento.

Puede que no haya un campo de onda estacionaria estricto entre el transductor transmisor y el transductor receptor. No todas las ondas ultrasónicas emitidas por la superficie emisora ​​del transductor transmisor se propagan como armónicos simples cuando se propagan en el aire;

Y en el área del campo cercano, no muestran características periódicas hasta el área del campo lejano. Puede considerarse aproximadamente como una onda armónica simple, pero solo la onda incidente es una onda armónica simple. Después de la reflexión y la superposición, se puede formar una onda estacionaria, de modo que se puede medir la distancia entre dos valores máximos adyacentes. Cuando la distancia entre la superficie emisora ​​y la superficie reflectante es de unos 10 cm, se encuentra justo al comienzo de la región del campo lejano y la onda incidente no puede aproximarse como una onda armónica simple estándar.

Por lo tanto, no es una onda estacionaria estándar después de superponerse con la onda reflejada. La distancia entre dos valores máximos adyacentes cualesquiera es desigual, lo que resulta en la distancia λ/ entre dos valores máximos adyacentes. medido en diferentes posiciones. 2 es diferente, la velocidad del sonido ultrasónico calculada a partir de esto tendrá un gran error.

Información ampliada:

En el proceso de medición de la velocidad del sonido ultrasónico, cuando la frecuencia de onda sinusoidal emitida por el generador de señal es igual a la frecuencia natural del anillo cerámico piezoeléctrico en el transmisor transductor del instrumento de medición de la velocidad del sonido Cuando, la frecuencia de onda sinusoidal se llama frecuencia resonante, el valor máximo de la señal de voltaje aparecerá en el osciloscopio cuando la frecuencia de funcionamiento del transductor transmisor sea igual a la suya. frecuencia fundamental resonante, su estado de funcionamiento es óptimo;

Puede alcanzar la máxima potencia y eficiencia de transmisión. Cuando la distancia entre el transmisor y el receptor del instrumento de medición de la velocidad del sonido es un múltiplo entero de λ/2, se producirá interferencia de resonancia. Incluso si no está en la frecuencia de resonancia, la señal de voltaje en el osciloscopio tendrá un valor máximo. La frecuencia de resonancia y la distancia son λ. La frecuencia de interferencia resonante máxima cuando /2 es un múltiplo entero es una cuestión fácilmente confusa en el experimento, lo que trae ciertas dificultades al ajuste de la frecuencia de resonancia.

Además, la frecuencia natural del transmisor en el instrumento de medición de la velocidad del sonido también disminuirá a medida que aumenta la temperatura ambiente.