① 如何利用李薩如圖形法測定超聲波波長
1、首先，按相位法測聲速原理，正確連線。
2、其次，信號發生器調節，選擇超聲波頻率，約35KHZ，選擇合適的波幅，輸入正弦波。
3、然後、調整信號發生器諧振頻率，移動尺的游標使換能轉換器S2和S1端面距離5cm左右，調節低頻信號發生器輸出的正弦幅度，同時調整接收端的示波器，使示波器屏幕上有適當的信號幅度，然後移動游標尺尋找信號幅度最強的位置，找到後，調節信號發生器的輸出頻率，使示波器上的信號幅度最大，微調輸出頻率，使示波器的信號幅度最大。
4、然後，調節示波器使屏上出現李薩如圖形，緩慢調節移動尺，增加或減少移動尺間距（改變兩輸入波的相位差），屏幕反復出現李薩如圖形，每移動半個波長就會出現直線圖形。
5、最後，測量數據，從屏上直線出現為起點，緩慢增加移動磁鼓的位置，依次記錄下屏上每次出現直線時所對應的數值；再緩慢地減少間距X，記錄下次出現直線時所對應的數值，用逐差法處理數據，計算出波長。
② 超聲波如何測量實驗報告
超聲波測量是一種非接觸性測量方法，廣泛應用於醫學、製造業、材料科學等領域。本文旨在通過實驗探討超聲波如何測量物體的距離、速度及形狀等參數。
實驗目的：掌握超聲波測距、測速、成像原理；學習超聲波檢測儀的使用，通過實驗得出准確的測試結果。
實驗設備：超聲波檢測儀、振盪器、示波器、聲發生器、電源、三角墊、圓柱塊等。
實驗過程：
一、超聲波測距實驗
1.按照超聲波檢測儀說明書插好各接頭線並接上電源，開機運行；
2.將振盪器接在聲發生器上，發出正弦波信號；
3.將三角墊放在待測物體前，用手動調節探頭位置，使其在示波器上顯示波形正常，並記錄示波器上數據；
4.用圓柱塊等待測物體代替墊進行測試，記錄數據。
二、超聲波測速實驗
1.將超聲波檢測儀連接上電腦並安裝相關軟體，進入超聲波測速模式；
2.接上振盪器和聲發生器，發出正弦波信號；
3.將探頭放在運動物體上，記錄示波器顯示的速度數據並保存。
三、超聲波成像實驗
1.按照超聲波檢測儀說明書打開超聲波成像選項；
2.將探頭對准某一物體進行掃描，記錄下得到的成像圖像。
實驗結果：
通過實驗，在超聲波測距實驗中，我們得出了圓柱塊的直徑和厚度數據；在超聲波測速實驗中，成功測出了物體的速度；在超聲波成像實驗中，我們獲得了物體的內部結構成像圖像。
實驗結論：
超聲波是一種能夠通過物體的介質進行傳播的聲波。通過對探頭位置、波長、波速等參數的控制，可以對待測試物體進行精確的距離、速度和形狀等參數的測量。超聲波檢測儀是一種高效准確的檢測設備，在醫學、製造業等領域具有廣泛的應用前景。
③ 光的速度是怎麼測量出來的
光速的測量方法： 最早光速的准確數值是通過觀測木星對其衛星的掩食測量的。還有轉動齒輪法、轉鏡法、克爾盒法、變頻閃光法等光速測量方法。
1．羅默的衛星蝕法
光速的測量，首先在天文學上獲得成功，這是因為宇宙廣闊的空間提供了測量光速所需要的足夠大的距離．早在1676年丹麥天文學家羅默（1644— 1710）首先測量了光速．由於任何周期性的變化過程都可當作時鍾，他成功地找到了離觀察者非常遙遠而相當准確的「時鍾」，羅默在觀察時所用的是木星每隔一定周期所出現的一次衛星蝕．他在觀察時注意到：連續兩次衛星蝕相隔的時間，當地球背離木星運動時，要比地球迎向木星運動時要長一些，他用光的傳播速度是有限的來解釋這個現象．光從木星發出（實際上是木星的衛星發出），當地球離開木星運動時，光必須追上地球，因而從地面上觀察木星的兩次衛星蝕相隔的時間，要比實際相隔的時間長一些；當地球迎向木星運動時，這個時間就短一些．因為衛星繞木星的周期不大（約為1.75天），所以上述時間差數，在最合適的時間（上圖中地球運行到軌道上的A和A』兩點時）不致超過15秒（地球的公轉軌道速度約為30千米/秒）．因此，為了取得可靠的結果，當時的觀察曾在整年中連續地進行．羅默通過觀察從衛星蝕的時間變化和地球軌道直徑求出了光速．由於當時只知道地球軌道半徑的近似值，故求出的光速只有214300km/s．這個光速值盡管離光速的准確值相差甚遠，但它卻是測定光速歷史上的第一個記錄．後來人們用照相方法測量木星衛星蝕的時間，並在地球軌道半徑測量准確度提高後，用羅默法求得的光速為299840±60km/s．
2．布萊德雷的光行差法
1728年，英國天文學家布萊德雷（1693—1762）採用恆星的光行差法，再一次得出光速是一有限的物理量．布萊德雷在地球上觀察恆星時，發現恆星的視位置在不斷地變化，在一年之內，所有恆星似乎都在天頂上繞著半長軸相等的橢圓運行了一周．他認為這種現象的產生是由於恆星發出的光傳到地面時需要一定的時間，而在此時間內，地球已因公轉而發生了位置的變化．他由此測得光速為：
C=299930千米/秒
這一數值與實際值比較接近．
以上僅是利用天文學的現象和觀察數值對光速的測定，而在實驗室內限於當時的條件，測定光速尚不能實現．
二、光速測定的大地測量方法
光速的測定包含著對光所通過的距離和所需時間的量度，由於光速很大，所以必須測量一個很長的距離和一個很短的時間，大地測量法就是圍繞著如何准確測定距離和時間而設計的各種方法．
1．伽利略測定光速的方法
物理學發展史上，最早提出測量光速的是義大利物理學家伽利略．1607年在他的實驗中，讓相距甚遠的兩個觀察者，各執一盞能遮閉的燈，如圖所示：觀察者A打開燈光，經過一定時間後，光到達觀察者B，B立即打開自己的燈光，過了某一時間後，此信號回到A，於是A可以記下從他自己開燈的一瞬間，到信號從B返回到A的一瞬間所經過的時間間隔t．若兩觀察者的距離為S，則光的速度為
c=2s/t
因為光速很大，加之觀察者還要有一定的反應時間，所以伽利略的嘗試沒有成功．如果用反射鏡來代替B，那麼情況有所改善，這樣就可以避免觀察者所引入的誤差．這種測量原理長遠地保留在後來的一切測定光速的實驗方法之中．甚至在現代測定光速的實驗中仍然採用．但在信號接收上和時間測量上，要採用可靠的方法．使用這些方法甚至能在不太長的距離上測定光速，並達到足夠高的精確度．
2．旋轉齒輪法
用實驗方法測定光速首先是在1849年由斐索實驗．他用定期遮斷光線的方法（旋轉齒輪法）進行自動記錄．實驗示意圖如下．從光源s發出的光經會聚透鏡L1射到半鍍銀的鏡面A，由此反射後在齒輪W的齒a和a』之間的空隙內會聚，再經透鏡L2和L3而達到反射鏡M，然後再反射回來．又通過半鍍鏡A由 L4集聚後射入觀察者的眼睛E．如使齒輪轉動，那麼在光達到M鏡後再反射回來時所經過的時間△t內，齒輪將轉過一個角度．如果這時a與a』之間的空隙為齒 a（或a』）所佔據，則反射回來的光將被遮斷，因而觀察者將看不到光．但如齒輪轉到這樣一個角度，使由M鏡反射回來的光從另一齒間空隙通過，那麼觀察者會重新看到光，當齒輪轉動得更快，反射光又被另一個齒遮斷時，光又消失．這樣，當齒輪轉速由零而逐漸加快時，在E處將看到閃光．由齒輪轉速v、齒數n與齒輪和M的間距L可推得光速c=4nvL．
在斐索所做的實驗中，當具有720齒的齒輪，一秒鍾內轉動12.67次時，光將首次被擋住而消失，空隙與輪齒交替所需時間為
在這一時間內，光所經過的光程為2×8633米，所以光速c=2×8633×18244=3.15×108（m/s）．
在對信號的發出和返回接收時刻能作自動記錄的遮斷法除旋轉齒輪法外，在現代還採用克爾盒法．1941年安德孫用克爾盒法測得：c=299776±6km/s，1951年貝格斯格蘭又用克爾盒法測得c=299793.1±0.3km/s．
3．旋轉鏡法
旋轉鏡法的主要特點是能對信號的傳播時間作精確測量．1851年傅科成功地運用此法測定了光速．旋轉鏡法的原理早在1834年1838年就已為惠更斯和阿拉果提出過，它主要用一個高速均勻轉動的鏡面來代替齒輪裝置．由於光源較強，而且聚焦得較好．因此能極其精密地測量很短的時間間隔．實驗裝置如圖所示．從光源s所發出的光通過半鍍銀的鏡面M1後，經過透鏡L射在繞O軸旋轉的平面反射鏡M2上O軸與圖面垂直．光從M2反射而會聚到凹面反射鏡M3上， M3的曲率中心恰在O軸上，所以光線由M3對稱地反射，並在s′點產生光源的像．當M2的轉速足夠快時，像S′的位置將改變到s〃，相對於可視M2為不轉時的位置移動了△s的距離可以推導出光速值：
式中w為M2轉動的角速度．l0為M2到M3的間距，l為透鏡L到光源S的間距，△s為s的像移動的距離．因此直接測量w、l、l0、△s，便可求得光速．
在傅科的實驗中：L=4米，L0=20米，△s=0.0007米，W=800×2π弧度/秒，他求得光速值c=298000±500km/s．
另外，傅科還利用這個實驗的基本原理，首次測出了光在介質（水）中的速度v＜c，這是對波動說的有力證據．
3．旋轉棱鏡法
邁克耳遜把齒輪法和旋轉鏡法結合起來，創造了旋轉棱鏡法裝置．因為齒輪法之所以不夠准確，是由於不僅當齒的中央將光遮斷時變暗，而且當齒的邊緣遮斷光時也是如此．因此不能精確地測定象消失的瞬時．旋轉鏡法也不夠精確，因為在該法中象的位移△s太小，只有0.7毫米，不易測准．邁克耳遜的旋轉鏡法克服了這些缺點．他用一個正八面鋼質棱鏡代替了旋轉鏡法中的旋轉平面鏡，從而光路大大的增長，並利用精確地測定棱鏡的轉動速度代替測齒輪法中的齒輪轉速測出光走完整個路程所需的時間，從而減少了測量誤差．從1879年至1926年，邁克耳遜曾前後從事光速的測量工作近五十年，在這方面付出了極大的勞動． 1926年他的最後一個光速測定值為
c=299796km/s
這是當時最精確的測定值，很快成為當時光速的公認值．
三、光速測定的實驗室方法
光速測定的天文學方法和大地測量方法，都是採用測定光信號的傳播距離和傳播時間來確定光速的．這就要求要盡可能地增加光程，改進時間測量的准確性．這在實驗室里一般是受時空限制的，而只能在大地野外進行，如斐索的旋輪齒輪法當時是在巴黎的蘇冷與達蒙瑪特勒相距8633米的兩地進行的．傅科的旋轉鏡法當時也是在野外，邁克耳遜當時是在相距35373．21米的兩個山峰上完成的．現代科學技術的發展，使人們可以使用更小更精確地實驗儀器在實驗室中進行光速的測量．
1．微波諧振腔法
1950年埃森最先採用測定微波波長和頻率的方法來確定光速．在他的實驗中，將微波輸入到圓柱形的諧振腔中，當微波波長和諧振腔的幾何尺寸匹配時，諧振腔的圓周長πD和波長之比有如下的關系：πD=2.404825λ，因此可以通過諧振腔直徑的測定來確定波長，而直徑則用干涉法測量；頻率用逐級差頻法測定．測量精度達10-7．在埃森的實驗中，所用微波的波長為10厘米，所得光速的結果為299792.5±1km/s．
2．激光測速法
1790年美國國家標准局和美國國立物理實驗室最先運用激光測定光速．這個方法的原理是同時測定激光的波長和頻率來確定光速（c=νλ）．由於激光的頻率和波長的測量精確度已大大提高，所以用激光測速法的測量精度可達10-9，比以前已有最精密的實驗方法提高精度約100倍．
四、光速測量方法一覽表
除了以上介紹的幾種測量光速的方法外，還有許多十分精確的測定光速的方法．現將不同方法測定的光速值列為「光速測量一覽表」供參考．
根據1975年第十五屆國際計量大會的決議，現代真空中光速的最可靠值是：
c=299792.458±0.001km/s
聲速測量儀必須配上示波器和信號發生器才能完成測量聲速的任務。實驗中產生超聲波的裝置如圖所示。它由壓電陶瓷管或稱超聲壓電換能器與變幅桿組成；當有交變電壓加在壓電陶瓷管上時，由於壓電體的逆壓電效應，使其產生機械振動。此壓電陶瓷管粘接在鋁合金製成的變幅桿上，經過電子線路的放大，即成為超聲波發生器，由於壓電陶瓷管的周期性振動，帶動變幅桿也做周期軸向振動。當所加交變電壓的頻率與壓電陶瓷的固有頻率相同時，壓電陶瓷的振幅最大，這使得變幅桿的振幅也最大。變幅桿的端面在空氣中激發出縱波，即超聲波。本儀器的壓電陶瓷的振盪頻率在40kHz以上，相應的超聲波波長約為幾毫米，由於他的波長短，定向發射性能好，本超聲波發射器是比較理想的波源。由於變幅桿的端面直徑一般在20mm左右，比此波長大很多，因此可以近似認為離開發射器一定距離處的聲波是平面波。超聲波的接受器則是利用壓電體的正壓電效應，將接收的機械振動，轉化成電振動，為使此電振動增強。特加一選頻放大器加以放大，再經屏蔽線輸給示波器觀測。接收器安裝在可移動的機構上，這個機構包擴支架、絲桿、可移動底座（其上裝有指針，並通過定位螺母套在絲桿上，有絲桿帶動作平移）、帶刻度的手輪等。接收器的位置由主、尺刻度手輪的位置決定。主尺位於底座上面；最小方尺位於底坐上面；最小分尺為1mm，手輪與絲桿相連上分為100分格，每轉一周，接收器平移1mm，故手每一小格為0.01mm，可估到0.001mm。
參考資料：http://www.21blog.com/user1/lynnwl/archives/2006/1308.html
④ 在設計測量超聲波的傳播速度時為什麼要在換能器諧振狀態下測定空氣中的聲速
測速原理：
v=
fxλ
(f為聲波頻率,λ為聲波波長)
為此我們需要測得
f和λ
原因一：利用諧振現象,當發射換能器處於諧振狀態時,其諧振頻率即聲波頻率,由此定出f
原因二：實驗裝置採用柱波測距原理,相鄰兩波幅間距=相鄰兩波節間距=λ/2,為觀測准確以減小實驗誤差,選取測量波幅間距,對應相鄰諧振距離的間距
⑤ 矢量傳聲器是如何測量粒子振速的
相位法測量聲速一般用於實驗室測量.通過對比接收波相對於發射波的相位變化,測出周期,再乘以頻率就可以得到聲速.相對於駐波法測聲速,准確度還是比較高的,一般可達1~2%.但是很多實際的聲波不是正弦波,這樣就無法用相位法測量了.而且,聲波在實際介質中傳播時,相位會隨介質密度的變化、混響等而變化,帶來誤差.另外對於固體介質,也較難進行測量.所以實際上工程中較少應用,而是使用時差法,就是發射一個聲波脈沖,接收端測量時間差,知道傳播路程後就可測得聲速.這種方法幾乎適合大部分介質.但其測得的是群速,與相位法測得的相速有區別.
實驗原理
由波動理論可知，波速與波長、頻率有如下關系：v = f λ，只要知道頻率和波長就可以求出波速。本實驗通過低頻信號發生器控制換能器，信號發生器的輸出頻率就是聲波頻率。聲波的波長用駐波法（共振干涉法）和行波法（相位比較法）測量。下圖是超聲波測聲速實驗裝置圖。
n 駐波法測波長
由聲源發出的平面波經前方的平面反射後，入射波與發射波疊加，它們波動方程分別是：
疊加後合成波為：
y = ( 2Acos2pX/l ) cos2p ft
cos2pX/l = ±1 的各點振幅最大，稱為波腹，對應的位置：
X =±nl/2 ( n =0,1,2,3……)
cos2pX/l = 0 的各點振幅最小，稱為波節，對應的位置：
X = ±(2n+1)l/4 ( n =0,1,2,3……)
因此只要測得相鄰兩波腹（或波節）的位置Xn、Xn-1即可得波長。
n 相位比較法測波長
從換能器S1發出的超聲波到達接收器S2，所以在同一時刻S1與S2處的波有一相位差：j = 2px/l其中l是波長，x為S1和S2之間距離