超聲波聲速測(cè)定儀測(cè)量聲速實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)原理簡(jiǎn)單，既能反映物理學(xué)理論體系的多個(gè)知識(shí)點(diǎn)，所用的儀器設(shè)備價(jià)格又較低。所以，在國(guó)內(nèi)各高校普遍開(kāi)設(shè)，一些研究人員還對(duì)此實(shí)驗(yàn)作了改進(jìn)和補(bǔ)充，使其更易于使用或功能更加豐富< 5 - 6>。

　　該實(shí)驗(yàn)所用的儀器包括超聲速度測(cè)定儀、低頻信號(hào)發(fā)生器和示波器。實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容有兩個(gè)：第一是用共振干涉法測(cè)量超聲波波長(zhǎng)，具體做法是在駐波共振狀態(tài)下，緩慢移動(dòng)游標(biāo)卡尺上接收器S2的位置，每當(dāng)示波器上顯示振幅最大時(shí)，記錄一次游標(biāo)卡尺上S2的讀數(shù)x i。共測(cè)16組數(shù)據(jù)。第二是用相位比較法測(cè)量超聲波波長(zhǎng)，具體做法是仍在駐波共振狀態(tài)下，緩慢移動(dòng)游標(biāo)卡上接-收器S2的位置，每當(dāng)示波器上出現(xiàn)直線時(shí)，記錄一次游標(biāo)卡尺上S2的讀數(shù)x i共測(cè)16組數(shù)據(jù)。然后回去按逐差法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。得出超聲波的波長(zhǎng)。

　　為了了解同學(xué)們對(duì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)的體會(huì)，我們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)問(wèn)卷調(diào)查，參與調(diào)查的同學(xué)為40人，實(shí)際回收表格40份。1是問(wèn)卷調(diào)查的內(nèi)容和結(jié)果。

　　從該表中可以看出，同學(xué)們認(rèn)為最容易的環(huán)節(jié)是聲波性質(zhì)的理解和低頻信號(hào)發(fā)生器的使用，這跟我們的意料一致，同時(shí)也說(shuō)明同學(xué)們對(duì)這次調(diào)查是認(rèn)真的，結(jié)果會(huì)有比較高的可靠性。

　　而最困難的環(huán)節(jié)集中在3個(gè)地方，分別是相位法原理的理解，示波器的使用和聲速測(cè)定儀的使用。這三者當(dāng)中，聲速測(cè)定儀的使用成為最困難的環(huán)節(jié)出乎我們的意料，因?yàn)槁曀贉y(cè)定儀在整個(gè)實(shí)驗(yàn)中的作用就是極大值位置或異、同相位置的確定，其操作也很簡(jiǎn)單，只是轉(zhuǎn)動(dòng)螺旋器，經(jīng)進(jìn)一步詢問(wèn)后才了解到，同學(xué)們之所以認(rèn)為相位法原理的理解和聲速測(cè)定儀的使用最困難，是因?yàn)樵谙辔环�測(cè)波長(zhǎng)時(shí)，異、同相位置的判定比較困難。從深層次來(lái)看，這實(shí)際上是反映示波器在顯示李薩如圖形時(shí)，對(duì)兩個(gè)信號(hào)位相差反應(yīng)的敏感度不合適。

　　收獲最小的環(huán)節(jié)主要集中在聲波性質(zhì)的理解、低頻信號(hào)發(fā)生器的使用和實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫(xiě)上。前兩個(gè)環(huán)節(jié)也是同學(xué)們認(rèn)為最容易的環(huán)節(jié)，這說(shuō)明同學(xué)們自認(rèn)為在以往的理論和實(shí)驗(yàn)過(guò)程中已掌握了這兩個(gè)環(huán)節(jié)的知識(shí)或本實(shí)驗(yàn)對(duì)聲波性質(zhì)的理解幫助不大。同時(shí)也進(jìn)一步說(shuō)明了調(diào)查結(jié)果的一致性。至于實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫(xiě)這個(gè)環(huán)節(jié)被一部分同學(xué)認(rèn)為收獲最小，說(shuō)明現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫(xiě)規(guī)定有值得商榷的地方，一個(gè)可能的改進(jìn)方向是減少實(shí)驗(yàn)原理的抄寫(xiě)，加強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的討論。

　　收獲最大的環(huán)節(jié)是超聲波產(chǎn)生和接收方法的理解，最不合理的環(huán)節(jié)是低頻信號(hào)發(fā)生器的使用和實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫(xiě)，最合理的環(huán)節(jié)是干涉法原理的理解。這三個(gè)數(shù)據(jù)說(shuō)明這個(gè)實(shí)驗(yàn)的設(shè)置是有意義的，通過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)同學(xué)們理解和基本掌握了超聲波的產(chǎn)生和接收、干涉法測(cè)波速的原理和方法。

　　用時(shí)最多和最希望改進(jìn)的環(huán)節(jié)基本一致，主要包括示波器的使用、聲速測(cè)定儀的使用及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的正確記錄和處理。聲速測(cè)定儀的使用會(huì)成為用時(shí)最多和最希望改進(jìn)的環(huán)節(jié)，其深層次原因與最困難的環(huán)節(jié)中的解釋一樣，都是因?yàn)樵陲@示李薩如圖形時(shí)，示波器對(duì)兩個(gè)信號(hào)位相差反應(yīng)的敏感度不合適。而實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的正確記錄和處理，本來(lái)就是一個(gè)用時(shí)較多的環(huán)節(jié)，也是我們所期待的結(jié)果。

　　總結(jié)來(lái)說(shuō)，我們得到一個(gè)印象，就是聲波性質(zhì)的理解和低頻信號(hào)發(fā)生器的使用是同學(xué)們已基本掌握的知識(shí)。超聲波產(chǎn)生和接收方法的理解是收獲最大的，而干涉法原理的理解是最合理的。示波器的使用和聲速測(cè)定儀的使用最困難、用時(shí)最多也最希望改進(jìn)，相位法原理的理解雖然困難，但費(fèi)時(shí)不多也不要求改進(jìn)。作深一步的了解后，發(fā)現(xiàn)聲速測(cè)定儀的使用上的問(wèn)題仍可以歸因?yàn)槭静ㄆ魃系膯?wèn)題。

　　分析與結(jié)論

　　在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，示波器的使用之所以成為最困難、用時(shí)最多也最希望改進(jìn)的環(huán)節(jié)。主要的原因就是所配用的示波器功能過(guò)于復(fù)雜。我們實(shí)驗(yàn)室所用的示波器是SS- 7802A.該示波器的測(cè)量模式就有4種，而且觸發(fā)信號(hào)來(lái)源和觸發(fā)耦合模式方面又各有4種。在輸入通道方面，兩個(gè)通道（ Ch1和Ch2）有多種組合，且每一通道有接通與否，是否反相，是否接地和是否交流的選擇，對(duì)初學(xué)者來(lái)說(shuō)，確實(shí)會(huì)眼花繚亂。是示波器的主要性能。

　　從表中可發(fā)現(xiàn)，該示波器的功能十分豐富，相應(yīng)的操作也比較復(fù)雜。統(tǒng)計(jì)表明，示波器上的接線點(diǎn)、旋鈕、按鍵有40個(gè)之多。其技術(shù)參數(shù)也十分豐富和精確。但在本實(shí)驗(yàn)中，對(duì)示波器的要求是能正確地反映信號(hào)的極大值和李薩如圖形即可，其余的功能并不需要。而期望同學(xué)們通過(guò)完成本實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步熟悉示波器的使用的想法，由于存在數(shù)據(jù)測(cè)量的壓力，一般也難于達(dá)到。