本文目录一览：
- 1、示波器与声速测量实验报告
- 2、物理实验声速的测量求助
- 3、大学物理实验声速测定
- 4、示波器的原理和使用实验报告误差分析
- 5、测量声速的实验报告
- 6、物理测超声波声速实验报告的分析讨论是什么
- 7、声速的测定实验报告思考题答案
- 8、测量声音在空气中的声速的方法
- 9、大学物理实验报告怎么写（以声速测定实验为例）
- 10、急求 大学物理实验报告
示波器与声速测量实验报告
示波器与声速测量实验报告
实验是科学研究的重要组成部分，对于专业学科而言更是必不可少的教学环节。本次实验我们使用了示波器和测量声速的方法，旨在通过实验的方式加深对物理学基本理论的理解和应用。本文将介绍实验步骤、实验结果和分析，以及对实验的总结和开展下一步研究的建议。
实验步骤
实验前我们需要准备实验材料和仪器，包括示波器、信号发生器、电路板以及电路线等。在实验时，我们首先根据实验要求，将需要测量的电路按照图纸连接，并与示波器和信号发生器相连。然后，我们使用信号发生器产生相应频率的信号，通过电路板中的电阻电容等元件，将信号通过电路板传输到示波器上。接着，我们对示波器进行调节，使其满足我们实验的测量要求。最后，我们根据实验结果进行记录和分析，得到需要的实验数据。
实验结果和分析
我们测量的第一个实验是使用示波器进行电路测量。在实验中，我们通过示波器观察到了实验电路的波形变化，并记录下了数据。通过数据的分析与计算，我们得到了该电路的相关参数，如电路频率、电压、电流等。这些参数可以进一步用于分析电路的特性和性能。
我们测量的第二个实验是测量声速。在实验中，我们需要将两个或多个测距器间隔一定距离并以一定时间间隔发声，从而测量声音在空气中的速度。我们通过对时间、声波频率以及距离的测量和计算，得到了声音在空气中的速度。这个实验的结果具有很大的实际意义，在需要对声速进行测量和分析的领域有着广泛的应用。
实验总结和建议
本次实验中，我们主要使用示波器和测量声速的方法进行实验。实验的过程相对简单，但需要熟练掌握各种仪器的使用方法和实验原理。通过实验，我们增强了对物理学基本理论的理解和应用，同时也提高了实验技能。
对于以后的实验，我们建议在实验的过程中更加注重数据的准确性和实验结果的分析，从而更好的理解实验原理与实际应用的联系。同时，在实验的过程中可以尝试使用更加先进的仪器和方法，以帮助我们更深入的研究物理学的领域。
总之，本次实验成果丰硕，为我们今后的研究和学习提供了很大的帮助。
物理实验声速的测量求助
物理实验声速的测量求助
实验报告
声速的测量
【
实验目的】
1.
学会用共振干涉法、相位比较法以及时差法测量介质中的声速
2.
学会用逐差法进行数据处理；
3.
了解声速与介质参数的关系。
【
实验原理
】
由于超声波具有波长短，易于定向发射、易被反射等优点。在超声波段进行
声速测量的优点还在于超声波的波长短，可以在短距离较精确的测出声速。
超声波的发射和接收一般通过电磁振动与机械振动的相互转换来实现，最常
见的方法是利用压电效应和磁致伸缩效应来实现的。
本实验采用的是压电陶瓷制
成的换能器
(
探头
)
，这种压电陶瓷可以在机械振动与交流电压之间双向换能。
声波的传播速度与其频率和波长的关系为：
v
f
?
?
?
(1)
由
(1)
式可知，测得声
波的频率和波长，就可以得到声速。同样，传播速度亦可用
/
v
L
t
?
(2)
表
示，若测得声波传播所经过的距离
L
和传播时间
t
，也可获得声速。
大学物理实验声速测定
5HZ的频率不确定度给声速测定带来的影响-->Δf=5Hz,f=30000Hz,v=λf-->
Δv/v=Δf/f=5/30000=1/60000
由于超声波具有波长短，易于定向发射、易被反射等优点。在超声波段进行
声速测量的优点还在于超声波的波长短，可以在短距离较精确的测出声速。
超声波的发射和接收一般通过电磁振动与机械振动的相互转换来实现，最常
见的方法是利用压电效应和磁致伸缩效应来实现的。本实验采用的是压电陶瓷制
成的换能器(探头)，这种压电陶瓷可以在机械振动与交流电压之间双向换能。
声波的传播速度与其频率和波长的关系为： (1) 由(1)式可知，测得声波的频率和波长，就可以得到声速。同样，传播速度亦可用 (2) 表
示，若测得声波传播所经过的距离L和传播时间t，也可获得声速。
1. 共振干涉法
实验装置如图1所示，图中和为压电晶体换能器，作为声波源，它被低频信号发生器输出的交流电信号激励后，由于逆压电效应发生受迫振动，并向空气中定向发出以近似的平面声波；为超声波接收器，声波传至它的接收面上时，再被反射。当和的表面近似平行时，声波就在两个平面间来回反射，当两个平面间距L为半波长的整倍数，即
(3)
时，发出的声波与其反射声波的相位在处差(n=1，2 ……)，因此形成共振。
因为接收器的表面振动位移可以忽略，所以对位移来说是波节，对声压来说是波腹。本实验测量的是声压，所以当形成共振时，接收器的输出会出现明显增大。从示波器上观察到的电信号幅值也是极大值(参见图2)。
图中各极大之间的距离均为，由于散射和其他损耗，各级大致幅值随距离增大而逐渐减小。我们只要测出各极大值对应的接收器的位置，就可测出波长。由信号源读出超声波的频率值后，即可由公式(1)求得声速。
2. 相位比较法
波是振动状态的传播，也可以说是位相的传播。沿波传播方向的任何两点同相位时，这两点间的距离就是波长的整数倍。利用这个原理，可以精确的测量波长。实验装置如图1所示，沿波的传播方向移动接收器，接收到的信号再次与发射器的位相相同时，一国的距离等于与声波的波长。
同样也可以利用李萨如图形来判断位相差。实验中输入示波器的是来自同一信号源的信号，它们的频率严格一致，所以李萨如图是椭圆，椭圆的倾斜与两信号的位相差有关，当两信号之间的位相差为0或时，椭圆变成倾斜的直线。
3. 时差法
用时差法测量声速的实验装置仍采用上述仪器。由信号源提供一个脉冲信号经发出一个脉冲波，经过一段距离的传播后，该脉冲信号被接收，再将该信号返回信号源，经信号源内部线路分析、比较处理后输出脉冲信号在、之间的传播时间t，传播距离L可以从游标卡尺上读出，采用公式(2)即可计算出声速。
4. 逐差法处理数据
在本实验中，若用游标卡尺测出个极大值的位置，并依次算出每经过个的距离为
这样就很容易计算出。如测不到20个极大值，则可少测几个(一定是偶数)，用类似方法计算即可。
实验报告实验题目: 声速的测量实验目的:了解超声波的产生,发射和接收的方法,用干涉法和相位法测声速.实验内容1 测量实验开始时室温.2 驻波法(1) 将超声声速测定仪的两个压电陶瓷换能器靠在一起,检查两表面是否水平.如果不水平将其调平.(2)将函数信号发生器接超声声速测定仪的发射端,示波器接接收端.函数信号发生器选择正弦波,输出频率在300HZ左右,电压在10-20V.(3)通过示波器观察讯号幅度,调整移动尺改变测定仪两端的距离找到使讯号极大的位置,在极大值附近应该使用微调,即固定移动尺螺丝,使用微调螺母调整.(4)从该极大位置开始,朝一个方向移动移动尺,依次记下每次讯号幅度极大(波腹)时游标的读数,共12个值.3 相位法(1) 将超声声速测定仪的两个压电陶瓷换能器靠在一起,检查两表面是否水平.如果不水平将其调平.(2) 将函数信号发生器接超声声速测定仪的发射端,示波器的CH1接在接收端,CH2接在发射端.选择CH1,CH2的X-Y叠加.函数信号发生器选择正弦波,输出频率在300HZ左右,电压在10-20V.(3) 通过示波器观察李萨如图形,调整移动尺改变测定仪两端的距离找到使图形为一条斜率为正的直线的位置.(4)从该位置开始,朝一个方向移动移动尺,依次记下每次图形是斜率为正的直线时游标的读数,共10个值.4 测量实验结束时室温,与开始时室温取平均值作为温度t.收拾仪器,整理实验台.5 对上面两组数据,分别用逐差计算出l,然后算出声速v,并计算不确定度.与通过t计算出的理论值计算相对误差.数据处理1 理论计算实验开始时温度23.0℃,实验结束时温度21.8℃,所以认为实验时温度t=22.4℃.根据理论值计算2 驻波法游标读数(mm)95.42100.50105.70110.66115.88120.90126.16131.34136.20141.44146.52151.60逐差=3(mm)30.7430.8430.5030.7830.6430.70相邻游标相减的2倍=i(mm)10.1610.409.8810.4410.0410.5210.369.7210.4810.1610.16标准差的A类不确定度查表得:当n=11,P=0.95时,=2.26.因为是用类似游标卡尺的仪器测量的,所以B类不确定查表得,当P=0.95时,=1.96.所以的不确定度选取声波输出频率为34.3KHz,已知不确定度.声速对,有不确定度传递公式:空气中的声速v=(350.99±1.20)m/s (P=0.95)相对误差=3 相位法游标读数(mm)110.80121.04131.14141.36151.58161.72171.88182.02192.10202.26逐差=5(mm)50.9250.8450.8850.7450.68相邻游标相减=i(mm)10.2410.1010.2210.2210.1410.1610.1410.0810.16标准差的A类不确定度查表得:当n=9,P=0.95时,=2.26.因为是用类似游标卡尺的仪器测量的,所以B类不确定度查表得,当P=0.95时,=1.96.所以的不确定度选取声波输出频率为34.3KHz,已知不确定度声速对,有不确定度传递公式:空气中的声速v=(348.57±1.09)m/s (P=0.95)相对误差= 误差分析:1 仪器本身的系统误差和由于老化引起的误差.2 室温在实验过程中是不断变化的.3 无论是驻波法中在示波器上找极大值,还是相位法在示波器上找斜率为正的直线,都是测量者主观的感觉,没有精确测量.思考题1 固定两换能器的距离改变频率,以求声速,是否可行 答:不可行.因为在声速一定时,频率改变了,波长也会随之改变.所以无法同时测量出频率和波长,也就无法求出声速.不对
示波器的原理和使用实验报告误差分析
｛示波器使用的原理｝和使用｝连接有网友分享得不了，但是使用的报告实验、误差、案例分析等综合数据分析还少，在我们科学测量领域中，工程师、电工师傅，家电、电气维修的，电子科技领域的大佬们，都是离不开示波器，示波器具有波形触发、存储、显示、测量、波形数据分析处理功能，也是电子测量科学数据必备工具，所以今天就分享示波器实验报告、误差等案例。
示波器与声速测量实验报告案例
声速测量的实验需要大量的数据分析
（1）示波器使用无需进行数据分析，具体的思考问题见后面的具体实验报告
（2）声速测量的逐差法计算三种不同方法的声速，列表采用四行七列，如下图：
示波器的原理和使用实验报告误差分析
三种不同的方法都采用上述方式计算，其中，声速的公式略有不同：
振幅法：v=1/3(△x)·f
行波比较法和李萨如图形法：v=1/6(△x)·f
（3）推导和计算不确定度时采用上图的方法，其中△仪忽略不计；由此推导出不确定度的公式代入数据计算。此时注意不确定度的有效数字和保留的位数应符合要求，还要用标准的大括号形式写出
（4）求r时，利用讲义中提供的公式，变形出r=XXX的公式，其中R=8.314J/（mol·k）为摩尔气体常数，M=0.029kg/mol为空气分子的摩尔质量，T为绝对温度，应将测的的摄氏度转化开氏度，1℃C=274.15开氏度(K)，代入计算结果应与理论值1.402相似
具体实验报表
示波器的原理和使用实验报告误差分析
示波器的原理和使用实验报告误差分析
示波器的原理和使用实验报告误差分析
示波器实验报告误差分析
1.两台信号发生器不协调。
2.桌面造成的震动影响
3.示波器显示的荧光线较粗，取电压值的荧光线间宽度不准，使电压值不准。
4.取正弦周期不准。机器系统存在系统误差，
5.fy选取时上下跳动，可能取值不准。
以上示波器实验报告案例测量的是风速度，在实验的过程中需要大量的数据分析与误差分析，存在不确定，不准确的风险值，所以这个案例仅提供大家参考。
测量声速的实验报告
1.提出问题
如何测出声音的速度?
2.猜想与假设
如果在一定距离内听到声音要多少时间?
3.实验步骤
步骤应该就是实施实验,第三是实验器材的话,就是要秒表.
4.实施实验
在一个山谷中,站在距离峭壁680M的地方大叫一声,同时按下秒表计时.
然后在听到第一声回声时按下秒表得到听到回声的时间.
5.结论
就是用距离680M*2除以时间就可以得出声音的速度了.
物理测超声波声速实验报告的分析讨论是什么
分析测量精度，误差引起的原因。
一、实验目的
1．能够调整仪器使系统处于最佳工作状态。
2. 了解超声波的产生、发射、接收方法。
3. 用驻波法（共振干涉法）、相位比较法测波长和声速。
二、实验仪器及仪器使用方法
（一）实验仪器
1超声声速测定仪（主要部件是两个压电陶瓷换能器和一个游标卡尺）
2函数信号发生器
3 示波器。
（二）仪器使用方法
1、连接测量电路。连线时鼠标选中接口，然后按住不放，拖到需要连接的另一接口后松开鼠标。如已有连线，则此操作将去掉连线。鼠标右键单击，弹出主菜单，选中接线检查，检查连线是否正确。
2、调整仪器。双击各仪器弹出其放大窗口，调整该仪器。
（1）示波器的使用与调整。请先调整好聚焦。然后鼠标单击示波器的输入信号的接口，把信号输入示波器。接着调节通道1，2的幅度微调，扫描信号的时基微调。最后选择合适的垂直方式选择开关，触发源选择开关，内触发源选择开关，Auto-Norm-X-Y开关，在示波器上显示出需要观察的信号波形。输入信道的信号是由实验线路的连接决定的。
（2）信号发生器的调整。频率选择35KHz左右，幅度为5V的一个正弦信号。通过调节信号发生器的微调旋钮，观察示波器上信号幅度是否为最大来逐步寻找换能器的共振频率。
（3）超声速测定仪的使用。1通过游标卡尺来测量左右换能器间的距离。2当把鼠标移动到右边的换能器上后，会出现“?à”标志，表明此时可以移动。按下鼠标左键向左移动，按下右键向右移动。移动的幅度可以通过“调节状态”的“粗调”和“细调”来控制。
三、实验原理
由波动理论可知，波速与波长、频率有如下关系：v = f λ，只要知道频率和波长就可以求出波速。本实验通过低频信号发生器控制换能器，信号发生器的输出频率就是声波频率。声波的波长用驻波法（共振干涉法）和行波法（相位比较法）测量。
1、驻波法测波长
由声源发出的平面波经前方的平面反射后，入射波与发射波叠加，它们波动方程分别为
叠加后合成波为：
当x= ( n =0,1,2,3……)时为波腹，当x= ( n =0,1,2,3……)时为波节。相临波腹（波节）间距离为，故只要测得相邻两波腹（或波节）的位置Xn、Xn-1即可得波长。
2、相位比较法测波长
从换能器S1发出的超声波到达接收器S2，所以在同一时刻S1与S2处的波有一相位差： （其中l是波长，x为S1和S2之间距离)。因为x改变一个波长时，相位差就改变2p。利用李萨如图形就可以测得超声波的波长。
五、实验方法
驻波法
相位法
六、实验结论及误差分析
1、 用驻波法测得声速v=358.37m/s ,误差为
用相位法测得声速v=363.52m/s ,误差为
2、误差分析
1、对于驻波法，调节波的振幅时，由于在振幅最大与最小附近变化不明显，因此可能读数时并非是处于振幅最大与最小处，导致求得的波长不准。
2、对于相位法，调节游标卡尺时，肉眼观察图案成为一条线时，实际可能没有完全重合，导致求得的波长不准。
3、建议
1、多次测量求平均值。
2、改进软件性能，使分辨率提高
声速的测定实验报告思考题答案
测声速的实验装置可以做温度计使用吗?如果距离L精确到0.002mm,在频率不变的条件下,能够测量的最小温度变化是多少？
在《空气中声速的测定》这一试验中，有一道思考题：如何得知信号源输出频率很简单的嘛！！！你保持两个超声转换器（一个是发射，一个是接收）的距离
声速的测量 思考题及解答
1.为什么需要在驻波系统共振状态下进行声速的测量
因为当驻波偏离共振状态时，驻波的形状不稳定且声压腹的振幅比共振时达到的
最大值小得多，当驻波系统处于共振，这时驻波腹出现稳定的最大振幅。
2.用“驻波共振法”测波长时，如何调出示波器上正弦波形？
⑴示波器“Y轴衰减”旋钮应置于较小数值档。
⑵移动接收器S2时，荧光屏上宽带的宽度应变化。如不变，可交换输入到示波
器的两接线柱位置，或交换输入到发射器S1的两接线柱位置。
⑶调节扫描频率即可调出正弦波。
3.用“相位比较法”测波长时，如何调出椭圆或直线？
⑴接收器S2接收到的信号应从示波器“X输入”端输入，发射器S1信号应输入到示波器“Y轴输入”端，且“Y轴衰减”旋钮应置于较大数值档。
⑵如果还不能出现椭圆或直线，可交换S1或S2两接线柱位置。
4.用“驻波共振法”和“相位比较法”测波长时，如严格按上述方法操作，还是调不出应有波形，怎么办？
此时可能是连接导线断路或接头接触不好，应用万用电表欧姆档对每根导线进行检查，确保每根导线无断裂，各个接头接触良好。
5.为什么在实验过程中改变S1、S2间距离时，压电换能器S1和S2两表面应保持互相平行且正对？不平行会产生什么问题？
因为只有当S1S2表面保持互相平行且正对时，S1S2间才可能形成驻波，才会出现波腹和波节，S2表面才会出现声压极大值，屏幕上才会出现正弦波振幅发生变化，由此可测超声声波波长。
如果S1、S2表面不平行，则S1、S2间形不成驻波，屏幕上正弦波振幅不会发生变化，就能用驻波共振法测波长，故实验中必须使S1、S2表面平行。
6.如何调节与判断测量系统是否处于共振状态？
使用驻波共振法，当示波器上出现振幅最大正弦波时，表示S1、S2间处于驻波共振状态。调节方法是移动S2，观察示波器上正弦波振幅变化。
7.使用“驻波共振法”测声速时，为什么示波器上观察到的是正弦波而不是驻波？
因为驻波是在发射器S1与接收器S2间形成，接收器S2接收到的是一个声压信号，在驻波波节位置，声压信号最强，输入到示波器Y偏转板，经X偏转板扫描，故示波器上观察到的是正弦波。
8.使用“驻波共振法”测声速时，示波器上观察到的正弦波振幅为什么随S1S2间距增大而越来越小？
这是因为超声波在空气中传播时，由于波动能量总有一部分会被空气吸收，波的
机械能会不断减少，波强逐渐减弱，振幅逐渐减少。
9.用“相位比较法”测声速时，为什么只有当李萨如图为直线时才读数？
因为李萨如图形为椭圆时，由于椭圆形状、大小不确定，接收器S2位置难以确定。只有当李萨如图形为直线时，图形直观唯一，容易确定S2位置。
10.测声速时，“驻波共振法”与“位相比较法”两种电路可交换吗？
不能。因为驻波共振法只把接收器S2接收到的信号输入到示波器Y偏转板，观
察到的是正弦波信号。而位相比较法把接收器S2信号输入示波器X偏转板，发射器S1
信号输入到Y偏转板，观察到的是李萨如图形。
11.为何两种方法均测半波长值而不直接测波长值？
因为超声波在空气中有衰减，如果直接测波长值，测得数据个数少，由于衰减，
后面数据测不出来。而测半波长，数据个数多，又便于用逐差法处理数据，减少
测量误差。
测量声音在空气中的声速的方法
在空旷地上砌一堵墙
站在离墙垂直距离100m~500m处（记下准确距离s）
鸣枪（拍巴掌放鞭炮之类也行，但声音要短暂）同时计时
听到回声停止，记下t
多测几次
声速v=2s/t
奥赛中 准确的方法是一、实验目的
1. 了解换能器的原理及工作方式。
2. 分别用驻波法和相位比较法测声速。
二、实验仪器
超声声速测定装置1台、信号发生器1台、示波器1台。
三、实验步骤
1. 准备
(1) 按教材图7.2.1接线，将换能器间距离调整到约50mm。
(2) 寻找换能器谐振频率 ：调节信号源输出频率并观察示波器上信号振幅，振幅最大时信号源的输出频率即为 。
2. 驻波法测声速
逐步增大换能器间距离，记录每次所观察信号振幅为最大时的数据，连续测10点。
3. 相位比较法
按图7.2.2接线，调整换能器间距离约为50mm，信号源输出频率为 。
逐步增大换能器间距，观察相应的李萨如图形，选图形为相线作为初始状态，当出现与寝直线斜率相同的斜线时记录接收换能器的集团，测10个点。
4. 数据处理
（1）通过实验数据计算声速。
（2）测量室内温度，并计算声速理论值
（3）比较实验值与理论值，并给出相应结论。
四、实验报告要求
用逐差法分别计算出驻波法和相位比较法的声速值、不确定度。
计算声速理论值。
比较结果，得出相应结论。
五、注意事项
注意不要使信号源输出端短路。
http://pec.swjtu.edu.cn/LinkHtml/Image/示波器测声速.JPG
用示波器测 用波长等求得 ==给你具体步骤
大学物理实验报告怎么写（以声速测定实验为例）
物理系的人会有一本物理实验的教材，原理、步骤上面都有，提炼一下就可以了，格式跟楼上说的差不多，不过应该加上误差分析。还有实验器材应该写上
一.实验目的
写你通过实验能学到什么,或了解什么.
二.实验原理
写做这个实验要用到的原理图和公式.
三.实验步骤
写做这个实验的关键操作步骤,具体情况参见物理实验的书籍.
四.分析实验(在实验完后做)
处理实验中得到的数据,把要填的表格填上,涉及公式运算的要有步骤.
五.实验心得(可写可不写).
基本上是这五步.就按这个格式写就行.
急求 大学物理实验报告
实验报告
实验题目: 声速的测量
实验目的:了解超声波的产生,发射和接收的方法,用干涉法和相位法测声速.
实验内容
1 测量实验开始时室温.
2 驻波法
(1) 将超声声速测定仪的两个压电陶瓷换能器靠在一起,检查两表面是否水平.如果不水平将其调平.
(2)将函数信号发生器接超声声速测定仪的发射端,示波器接接收端.函数信号发生器选择正弦波,输出频率在300HZ左右,电压在10-20V.
(3)通过示波器观察讯号幅度,调整移动尺改变测定仪两端的距离找到使讯号极大的位置,在极大值附近应该使用微调,即固定移动尺螺丝,使用微调螺母调整.
(4)从该极大位置开始,朝一个方向移动移动尺,依次记下每次讯号幅度极大(波腹)时游标的读数,共12个值.
3 相位法
(1) 将超声声速测定仪的两个压电陶瓷换能器靠在一起,检查两表面是否水平.如果不水平将其调平.
(2) 将函数信号发生器接超声声速测定仪的发射端,示波器的CH1接在接收端,CH2接在发射端.选择CH1,CH2的X-Y叠加.函数信号发生器选择正弦波,输出频率在300HZ左右,电压在10-20V.
(3) 通过示波器观察李萨如图形,调整移动尺改变测定仪两端的距离找到使图形为一条斜率为正的直线的位置.
(4)从该位置开始,朝一个方向移动移动尺,依次记下每次图形是斜率为正的直线时游标的读数,共10个值.
4 测量实验结束时室温,与开始时室温取平均值作为温度t.收拾仪器,整理实验台.
5 对上面两组数据,分别用逐差计算出l,然后算出声速v,并计算不确定度.与通过t计算出的理论值计算相对误差.
数据处理
1 理论计算
实验开始时温度23.0℃,实验结束时温度21.8℃,所以认为实验时温度t=22.4℃.
根据理论值计算
2 驻波法
游标读数
(mm)
95.42
100.50
105.70
110.66
115.88
120.90
126.16
131.34
136.20
141.44
146.52
151.60
逐差=3(mm)
30.74
30.84
30.50
30.78
30.64
30.70
相邻游标相减的2倍=i(mm)
10.16
10.40
9.88
10.44
10.04
10.52
10.36
9.72
10.48
10.16
10.16
标准差
的A类不确定度
查表得:当n=11,P=0.95时,=2.26.
因为是用类似游标卡尺的仪器测量的,所以B类不确定
查表得,当P=0.95时,=1.96.
所以的不确定度
选取声波输出频率为34.3KHz,已知不确定度.
声速
对,有不确定度传递公式:
空气中的声速v=(350.99±1.20)m/s (P=0.95)
相对误差=
3 相位法
游标读数
(mm)
110.80
121.04
131.14
141.36
151.58
161.72
171.88
182.02
192.10
202.26
逐差=5(mm)
50.92
50.84
50.88
50.74
50.68
相邻游标相减=i(mm)
10.24
10.10
10.22
10.22
10.14
10.16
10.14
10.08
10.16
标准差
的A类不确定度
查表得:当n=9,P=0.95时,=2.26.
因为是用类似游标卡尺的仪器测量的,所以B类不确定度
查表得,当P=0.95时,=1.96.
所以的不确定度
选取声波输出频率为34.3KHz,已知不确定度
声速
对,有不确定度传递公式:
空气中的声速v=(348.57±1.09)m/s (P=0.95)
相对误差=
误差分析:
1 仪器本身的系统误差和由于老化引起的误差.
2 室温在实验过程中是不断变化的.
3 无论是驻波法中在示波器上找极大值,还是相位法在示波器上找斜率为正的直线,都是测量者主观的感觉,没有精确测量.
思考题
1 固定两换能器的距离改变频率,以求声速,是否可行
答:不可行.因为在声速一定时,频率改变了,波长也会随之改变.所以无法同时测量出频率和波长,也就无法求出声速.
不对
物理实验报告
一、实验名称： 霍尔效应原理及其应用
二、实验目的：
1、了解霍尔效应产生原理；
2、测量霍尔元件的 、 曲线，了解霍尔电压 与霍尔元件工作电流 、直螺线管的励磁电流 间的关系；
3、学习用霍尔元件测量磁感应强度的原理和方法，测量长直螺旋管轴向磁感应强度 及分布；
4、学习用对称交换测量法（异号法）消除负效应产生的系统误差。
三、仪器用具：YX-04型霍尔效应实验仪（仪器资产编号）
四、实验原理：
1、霍尔效应现象及物理解释
霍尔效应从本质上讲是运动的带电粒子在磁场中受洛仑兹力 作用而引起的偏转。当带电粒子（电子或空穴）被约束在固体材料中，这种偏转就导致在垂直于电流和磁场的方向上产生正负电荷的聚积，从而形成附加的横向电场。对于图1所示。
半导体样品，若在x方向通以电流 ，在z方向加磁场 ，则在y方向即样品A、A′电极两侧就开始聚积异号电荷而产生相应的电场 ，电场的指向取决于样品的导电类型。显然，当载流子所受的横向电场力 时电荷不断聚积，电场不断加强，直到 样品两侧电荷的积累就达到平衡，即样品A、A′间形成了稳定的电势差（霍尔电压） 。
设 为霍尔电场， 是载流子在电流方向上的平均漂移速度；样品的宽度为 ，厚度为 ，载流子浓度为 ，则有：
（1－1）
因为 ， ，又根据 ，则
（1－2）
其中 称为霍尔系数，是反映材料霍尔效应强弱的重要参数。只要测出 、 以及知道 和 ，可按下式计算 ：
（1－3）
（1—4）
为霍尔元件灵敏度。根据RH可进一步确定以下参数。
（1）由 的符号（霍尔电压的正负）判断样品的导电类型。判别的方法是按图1所示的 和 的方向（即测量中的＋ ，＋ ），若测得的 ＜0（即A′的电位低于A的电位），则样品属N型，反之为P型。
（2）由 求载流子浓度 ，即 。应该指出，这个关系式是假定所有载流子都具有相同的漂移速度得到的。严格一点，考虑载流子的速度统计分布，需引入 的修正因子（可参阅黄昆、谢希德著《半导体物理学》）。
（3）结合电导率的测量，求载流子的迁移率 。电导率 与载流子浓度 以及迁移率 之间有如下关系：
（1－5）
2、霍尔效应中的副效应及其消除方法
上述推导是从理想情况出发的，实际情况要复杂得多。产生上述霍尔效应的同时还伴随产生四种副效应，使 的测量产生系统误差，如图2所示。
（1）厄廷好森效应引起的电势差 。由于电子实际上并非以同一速度v沿y轴负向运动，速度大的电子回转半径大，能较快地到达接点3的侧面，从而导致3侧面较4侧面集中较多能量高的电子，结果3、4侧面出现温差，产生温差电动势 。可以证明 。 的正负与 和 的方向有关。
（2）能斯特效应引起的电势差 。焊点1、2间接触电阻可能不同，通电发热程度不同，故1、2两点间温度可能不同，于是引起热扩散电流。与霍尔效应类似，该热扩散电流也会在3、4点间形成电势差 。若只考虑接触电阻的差异，则 的方向仅与磁场 的方向有关。
（3）里纪-勒杜克效应产生的电势差 。上述热扩散电流的载流子由于速度不同，根据厄廷好森效应同样的理由，又会在3、4点间形成温差电动势 。 的正负仅与 的方向有关，而与 的方向无关。
（4）不等电势效应引起的电势差 。由于制造上的困难及材料的不均匀性，3、4两点实际上不可能在同一等势面上，只要有电流沿x方向流过，即使没有磁场 ，3、4两点间也会出现电势差 。 的正负只与电流 的方向有关，而与 的方向无关。
综上所述，在确定的磁场 和电流 下，实际测出的电压是霍尔效应电压与副效应产生的附加电压的代数和。可以通过对称测量方法，即改变 和磁场 的方向加以消除和减小副效应的影响。在规定了电流 和磁场 正、反方向后，可以测量出由下列四组不同方向的 和 组合的电压。即：
， ：
， ：
， ：
， ：
然后求 ， ， ， 的代数平均值得：
通过上述测量方法，虽然不能消除所有的副效应，但 较小，引入的误差不大，可以忽略不计，因此霍尔效应电压 可近似为
（1－6）
3、直螺线管中的磁场分布
1、以上分析可知，将通电的霍尔元件放置在磁场中，已知霍尔元件灵敏度 ，测量出 和 ，就可以计算出所处磁场的磁感应强度 。
（1－7）
2、直螺旋管离中点 处的轴向磁感应强度理论公式：
（1－8）
式中， 是磁介质的磁导率， 为螺旋管的匝数， 为通过螺旋管的电流， 为螺旋管的长度， 是螺旋管的内径， 为离螺旋管中点的距离。
X=0时，螺旋管中点的磁感应强度
（1－9）
五、 实验内容：
测量霍尔元件的 、 关系；
1、将测试仪的“ 调节”和“ 调节”旋钮均置零位（即逆时针旋到底），极性开关选择置“0”。
2、接通电源，电流表显示“0.000”。有时， 调节电位器或 调节电位器起点不为零，将出现电流表指示末位数不为零，亦属正常。电压表显示“0.0000”。
3、测定 关系。取 ＝900mA，保持不变；霍尔元件置于螺旋管中点（二维移动尺水平方向14.00cm处与读数零点对齐）。顺时针转动“ 调节”旋钮， 依次取值为1.00，2.00，…，10.00mA，将 和 极性开关选择置“＋” 和“－”改变 与 的极性，记录相应的电压表读数 值，填入数据记录表1。
4、以 为横坐标， 为纵坐标作 图，并对 曲线作定性讨论。
5、测定 关系。取 =10 mA ,保持不变；霍尔元件置于螺旋管中点（二维移动尺水平方向14.00cm处与读数零点对齐）。顺时针转动“ 调节”旋钮， 依次取值为0，100，200，…，900 mA，将 和 极性开关择置“＋” 和“－”改变 与 的极性，记录相应的电压表读数 值，填入数据记录表2。
6、以 为横坐标， 为纵坐标作 图，并对 曲线作定性讨论。
测量长直螺旋管轴向磁感应强度
1、取 =10 mA， ＝900mA。
2、移动水平调节螺钉，使霍尔元件在直螺线管中的位置 （水平移动游标尺上读出），先从14.00cm开始，最后到0cm点。改变 和 极性，记录相应的电压表读数 值，填入数据记录表3，计算出直螺旋管轴向对应位置的磁感应强度 。
3、以 为横坐标， 为纵坐标作 图，并对 曲线作定性讨论。
4、用公式（1－8）计算长直螺旋管中心的磁感应强度的理论值，并与长直螺旋管中心磁感应强度的测量值 比较，用百分误差的形式表示测量结果。式中 ,其余参数详见仪器铭牌所示。
六、 注意事项：
1、为了消除副效应的影响，实验中采用对称测量法，即改变 和 的方向。
2、霍尔元件的工作电流引线与霍尔电压引线不能搞错；霍尔元件的工作电流和螺线管的励磁电流要分清，否则会烧坏霍尔元件。
3、实验间隙要断开螺线管的励磁电流 与霍尔元件的工作电流 ，即 和 的极性开关置0位。
4、霍耳元件及二维移动尺容易折断、变形，要注意保护，应注意避免挤压、碰撞等，不要用手触摸霍尔元件。
七、 数据记录：KH=23.09，N=3150匝，L=280mm,r=13mm
表1 关系 （ =900mA）
（mV） （mV） （mV） （mV）
1.00 0.28 -0.27 0.31 -0.30 0.29
2.00 0.59 -0.58 0.63 -0.64 0.61
3.00 0.89 -0.87 0.95 -0.96 0.90
4.00 1.20 -1.16 1.27 -1.29 1.23
5.00 1.49 -1.46 1.59 -1.61 1.54
6.00 1.80 -1.77 1.90 -1.93 1.85
7.00 2.11 -2.07 2.22 -2.25 2.17
8.00 2.41 -2.38 2.65 -2.54 2.47
9.00 2.68 -2.69 2.84 -2.87 2.77
10.00 2.99 -3.00 3.17 -3.19 3.09
表2 关系 （ =10.00mA）
（mV） （mV） （mV） （mV）
0 -0.10 0.08 0.14 -0.16 0.12
100 0.18 -0.20 0.46 -0.47 0.33
200 0.52 -0.54 0.80 -0.79 0.66
300 0.85 -0.88 1.14 -1.15 1.00
400 1.20 -1.22 1.48 -1.49 1.35
500 1.54 -1.56 1.82 -1.83 1.69
600 1.88 -1.89 2.17 -2.16 2.02
700 2.23 -2.24 2.50 -2.51 2.37
800 2.56 -2.58 2.84 -2.85 2.71
900 2.90 -2.92 3.18 -3.20 3.05
表3 关系 =10.00mA， =900mA
（mV） （mV） （mV） （mV） B ×10-3T
0 0.54 -0.56- 0.73 -0.74 2.88
0.5 0.95 -0.99 1.17 -1.18 4.64
1.0 1.55 -1.58 1.80 -1.75 7.23
2.0 2.33 2.37- 2.88 -2.52 10.57
4.0 2.74 -2.79 2.96 -2.94 12.30
6.0 2.88 -2.92 3.09 -3.08 12.90
8.0 2.91 -2.95 3.13 -3.11 13.10
10.0 2.92 -2.96 3.13 -3.13 13.10
12.0 2.94 -2.99 3.15 -3.06 13.20
14.0 2.96 -2.99 3.16 -3.17 13.3
八、 数据处理：（作图用坐标纸）
九、 实验结果：
实验表明：霍尔电压 与霍尔元件工作电流 、直螺线管的励磁电流 间成线性的关系。
长直螺旋管轴向磁感应强度：
B=UH/KH*IS=1.33x10-2T
理论值比较误差为: E=5.3%
十、问题讨论（或思考题）：
参考资料： 网站: http://ly17yun.lingd.net中有很多
