朱旭鹏 廖 峻 薛书文 李佳楠

(岭南师范学院物理科学与技术学院 广东 湛江 524048)

声波是一种能够传输能量的纵波，不同于横波传播方向与传播介质振荡方向垂直的关系，声波在传播过程中，传播方向与传播介质的振荡方向一致，是一种传播介质的密度疏密波[1]．声速是用来表征声波在传播介质中行进快慢的物理量．理想气体在热力学温度273.15 K时的声速为331.45 m/s[2]．声速测量是大学普通物理实验力学部分中的重要组成部分，是学生综合理解纵波振荡、驻波形成和振动合成等物理过程的重要实验行为．

根据声波的频率值可以将声波分为次声波(<20 Hz)、可闻声(20～20 kHz)和超声波(>20 kHz)．超声波的传播速度是理解传播介质特性或状态变化的重要物理量[2]．超声波常见的测量方法有两种，共振干涉法(驻波法)和相位法(李萨如图形法)．在大学物理声速实验中，通常所采用的声波频率为20～60 kHz，这一范围内压电陶瓷换能器是超声波产生和接收的最佳元件[3]．一般地，在声速测量过程之前需要测定压电陶瓷换能器的最佳工作频率点(最强谐振频率)，以便在后续的测量中获得高精度的测量值．每对压电陶瓷换能器都只有一个最强谐振频率，其测定方法是固定换能器之间的距离，通过调节驱动频率，找出极大值点对应的频率即为压电换能器最强谐振频率，也是最佳的工作频率点．但是，我们发现在调节驱动频率的过程中，不仅仅有一个极大值点，假如每一个极大值点对应一个谐振频率……