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大学物理实验, 2025, 38(4): 28-32     https://doi.org/10,14139/j.cnki.cn22-1228.2025.04.005
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驻波法测量可闻声速实验原理分析研究
关若男,张 亮*
空军军医大学 基础医学院,陕西 西安 710032
Analysis and Study of experimental Principles of Measuring Audible Sound Velocity by Standing Wave Method
GUAN Ruonan,ZHANG Liang*
Basic Medical Science Academy,Air Force Medical University,Xi'an 710032,China
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摘要 

以大学物理实验中的驻波法声速测量为基础,深入探讨了可闻声速测量实验中声波的反射特性与超声测量的差异。通过构建有限次反射一般模型,结合实验数据进行定量拟合分析,揭示了反射次数对声速测量结果的影响规律。研究发现,实际测量中声波 S1和S2之间的反射并非理想驻波状态,S2接收到的声压信号是多次反射叠加的结果。进一步研究表明,当反射次数n超过3次时,后续反射对S2接收信号几乎没有影响。该模型与驻波法测量可闻声速的实验数据具有较高的一致性。本研究不仅为驻波法声速测量实验提供了更符合实际的理论框架,能够帮助学生更直观地理解声波反射与叠加的物理原理,还为实验教学设计提供了优化思路,从而推动实验教学的改进与创新。

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关若男
张 亮
关键词:  物理实验  声速测量  驻波法  实验误差  干涉     
Abstract: 

Based on the standing-wave acoustic velocimetry in university physics experiments,this paper delves into the differences in reflection characteristics of sound waves between audible-frequency measurements and ultrasonic measurements during sound velocity determination.By constructing a general model that describes finite reflections of audible sound waves,the study combines experimental data with quantitative fitting analysis to reveal the impact of reflection counts on sound velocity measurement results.The research finds that in practical measurements,the reflections of sound waves between S1 and S2 do not form an ideal standing wave state.Instead,the sound pressure signal received at S2 is the result of multiple reflections overlapping.Further analysis shows that when the reflection count n exceeds 3,the contribution of subsequent reflections to the signal received at S2 becomes negligible.The model developed in this study aligns well with experimental data obtained using the standing wave method for measuring audible sound velocity.This work not only provides a

more realistic theoretical framework for the standing wave method of sound velocity measurement but also offers insights for optimizing experimental teaching designs.By helping students intuitively understand the physical mechanisms of sound wave reflection and superposition,this study contributes to advancing experimental

teaching practices and fostering a deeper comprehension of wave superposition principles.

Key words:  physical experiment    sound velocity measurement    standing wave method    experimental error    interference
               出版日期:  2025-08-25      发布日期:  2025-08-25      整期出版日期:  2025-08-25
ZTFLH:  O 4-33  
基金资助: 

教育部高等学校教学研究项目(DWJZW202216xb);军队院校物理教育教学研究项目(2023JWL039)

引用本文:    
关若男, 张 亮. 驻波法测量可闻声速实验原理分析研究 [J]. 大学物理实验, 2025, 38(4): 28-32.
GUAN Ruonan, ZHANG Liang . Analysis and Study of experimental Principles of Measuring Audible Sound Velocity by Standing Wave Method . Physical Experiment of College, 2025, 38(4): 28-32.
链接本文:  
https://dawushiyan.jlict.edu.cn/CN/10,14139/j.cnki.cn22-1228.2025.04.005  或          https://dawushiyan.jlict.edu.cn/CN/Y2025/V38/I4/28
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