气柱共振实验

气柱共振试验假如振动的频率和波的长度是已知的，那么声波在某种物质中的传播速度就能够被确定在这个试验中，可以采用已知频率的声波，求出声音在空气中的传播速度该声波的波长能够采用共振的空气柱测得本试验的目的有两个，一是通过封闭管子中的共振测定不同频率的声波在空气中的波长;二是采用这种测量方法计算出声波在空气中的传播速度原理声音是借助空气分子的纵向振动来传递的，因此声波属于纵波声波的传播速率与介质的弹性及密度有关在质点振动的一个周期内，振动状态传播的距离恰是一个波长，所以入=v/f或入二vT由上式可以看出，同一频率的波，在不同媒质中的波速是不同的，因而波长也就不同假如知道振源的振动频率f及声波之波长我们就可以从上次算出声音的速度在试验室中采用不同长度的两端开口的管子，一端作为声源的输入，产生特定频率的声波，另一端放置麦克风采集管内空气的振动状况此时在同一介质内传播，且具有相同强度的入射波和反射波，遵循波的叠加原理产生干涉作用从理论上得知当空气柱的长度I与声波之波长之间具有以下关系形成驻波I=—A，n=1232））C一二X二一一联＞，X＞］（30尔二沱吁a）理曾声音在空气中的传播速度，0°C是33L4m/s；当温度更高时，速度会更高些关系式V=

331.4+

0.6t试验器材LABVIEW软件长度不同的两端开口管子耳机麦克风PXI数据采集系统试验步骤:1采用电脑中的labview程序产生一个固定可调频率的声波2将耳机放置在开口管的一端入口处，作为振动的声源3在开口管的另一端放置麦克分，采集声波振动状况4采用PXI数据采集系统采集有麦克风传递来的声波振动信息、5采用labview程序显示波形，并理由函数频谱分析，纪录不同振动频率下的声波振幅大小试验数据处理管长90cm试验数据频率幅值n=l23由上式可知当管长L二90cm时f=Vn/

3.9*2当达到共振频率时n值对应的是不同的频率，但他们符合上式的关系有上边数据当频率等于860和1680时振幅达到最大值，即此时达到共振频率1680/860-2即符合上式关系式此时即可采用共振法（驻波法）实现试验目的。