在 DrDAQ数据 记录仪 和PicoScope频谱分析仪的帮助下 ,了解如何使用录音机确定声音的速度。记录仪基本上是一个开放的管道,当以正常方式播放时,在吹奏的开放端和吹口下方的第一个开放孔之间产生驻波。在驻波每端处的位移波腹的确切位置可能很难确定,但是对于该实验,将它们作为接口管的尖端和第一露天孔的远端是足够的。
剖视图显示如何播放音符B.
开放管的长度l与可容纳的最长驻波的频率f之间的关系由下式给出:
f = v / 2l,其中v是空气中的声速
频谱分析仪允许您测量录制声音中的频率。
仅测量一个音符的频率就可以给出声音速度的粗略值。一个更好的方法是测量几个不同的音符的f和l,并绘制一个图 来观察。
1、绘制图形的形状,如果您绘制(a)f与l和(b)f相对于1 / l。
2、f对于1 / l的图形的梯度是多少?
测量和计算
绘制一张表,记录f,l和1 / l的值。小心使用适当的单位打印每一列。
加载PicoScope软件并将频谱分析仪带入屏幕。将频率范围设置为1200 Hz; X增加到1; 输入A到声音; 触发到单声道,声音上升,40 mV *; 和显示设置(屏幕底部的右侧框)设置为0%。单击GO,弹奏音符C。
*你可以降低这个值,但是它必须足够大,才能够太快停止触发。
录音笔记
应出现如图所示的频谱。单击当前幅度较大的最低频率峰值上的光标。在图中为536Hz。在你的表格中记录这个频率,它的基本频率。
注释C的频谱
点击出现的下拉菜单中的“查看”,然后点击“清除”。
对图A11.2所示的其他注释重复该过程,每次注意基频。
测量每个音符的驻波的近似长度l。在表中记录这些长度。
在每种情况下计算1 / l,并在表格中记录这些值。
绘制一张f对1/1的图表,注意其介绍:
选择一个明智的规模
标签轴与它们的单位。
用尖笔绘制每个点作为一个小十字架或一个小点加圆。
给图表一个标题。
画出一条最合适的线条 - 用一根尺子画一条直线。
绘制一个直角三角形,尽可能大,以最适合的线作为其斜边。
计算图形的梯度,从而计算出空气中的声音速度。
进一步讨论
1、空气中的声速在0℃为约330m / s,在20℃为约340m / s。将结果与这些值进行比较。
2、你认为你所测量的最大的不准确来源是什么?