邵维科，赵 霞，轩植华

(1.中国科学技术大学 a.少年班学院； b.物理学院，安徽 合肥 230026)

学生园地

驻波法测量声速实验的探讨

邵维科a，赵 霞b，轩植华b

(1.中国科学技术大学 a.少年班学院； b.物理学院，安徽 合肥 230026)

通过建立起声波无限次反射的模型，对用驻波法测量声速实验的原理进行探讨. 利用该模型拟合实验结果、分析实验数据和现象，揭示了理论的合理性及尚存的局限.

声速；驻波；无限次反射

声速测量作为大学物理实验的基础实验，在许多教材[1-4]中都有出现，在一些具体的实验题目设计中也有涉及[5]. 在阐述声速测量的实验原理时，尽管有些教材[4]给出了正确的电压-接收与发射换能器位置关系图，但均简单地解释为发射换能器发射的声波和接收换能器反射的声波叠加形成驻波，接收器接收到的是驻波在接收器位置的声压. 很多文献[6-9]都对这模型提出了质疑，该模型的缺陷在于其中反射波方程隐含了假设，即反射面在原点，而实际上反射面是在换能器面上. 基于声波在两换能器面间无限次反射叠加的构想，建立了更完善的模型，并对模型进行了验证.

1 驻波模型的缺陷

在媒质中传播的声波有3个基本变量：声压相对于静态的增量p、介质微元微振动的速度u、介质的密度相对于静态的增量ρ. 为方便起见声学理论将p称作声压，把ρ称作密度增量. 这里介质微元指的是流体力学中常用的包含一定量介质粒子，宏观上足够小、微观上足够大的介质……