实验说明书预习
设备：KSW-2型声速测量综合实验仪。实验目标：利用干涉法和相位比较法测量空气中的超声波波长，计算声速，了解压电换能器、信号源和示波器的使用。
课堂使用真实仪器；本网页用于原理演示和模拟数据练习，不能代替真实测量。请结合原始说明书完成预习。
KSW-2实验仪原始使用说明书（扫描件）
请阅读原始说明书，重点关注仪器接线、干涉法、相位比较法和数据处理。
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装置与原理
信号发生器
30–45 kHz → 发射换能器 ⇄ 空气传播 ⇄ 接收换能器 → 示波器
30–45 kHz → 发射换能器 ⇄ 空气传播 ⇄ 接收换能器 → 示波器
发射端与接收端相对，移动接收换能器，观察示波器信号。干涉法中相邻振幅极大位置相隔约 λ/2；相位比较法中同相图形重复的距离为 λ。
计算公式： v = fλ ；室温理论参考： vₜ = 331.6 × √[(273.15+t)/273.15] m/s 。
操作提示
- 确认接线、调整信号源频率至换能器谐振附近；先调出稳定信号。
- 记录室温与信号频率，缓慢移动接收换能器。
- 记录多个极大值或同相位置，用跨多个周期的距离求波长。
- 比较两种方法及理论值，分析位置判断、频率和温度等因素。
联系无人机
思考：超声波测距利用回波往返时间估计距离，与本实验通过波长和频率求声速有何不同？哪些环境因素会影响测距结果？
干涉法 · 振幅极大位置
拖动接收换能器，观察模拟示波器波形及幅度变化。相邻极大位置的间距约为半个波长。
| 序号 | 极大位置/mm |
|---|
请记录至少两个振幅极大位置。
相位比较法 · 李萨如图形
将发射信号接入X通道、接收信号接入Y通道。拖动接收端，李萨如图形随相位差改变；相同方向的直线再次出现，对应移动约一个波长。
| 序号 | 同相位置/mm |
|---|
请记录至少两个同相位置。
课前预习任务与提交
请独立填写。提交成功后会返回记录编号；班级已统一设置为“2025物理学”，课程邀请码由教师发放。