本实验描述了使用PC示波器测量声速。本实验中使用的ADC-212现已停产,但可以使用任何至少有2个通道的PicoScope示波器进行实验。


所需设备
两个麦克风 - 这里使用的是水晶麦克风,因为它们价格便宜并且输出量很大 1米木制规则 数字存储示波器 - 使用ADC-212 一个气球 - 突然响起一个巨大的声源


实验设置
如下所示设置实验,两个晶体麦克风相距1米。 示波器时基设置为500μs/ div,触发位置设置为10%预触发。这允许我们在事件发生之前收集500μs的数据和4.5ms的数据。


结果 气球从距离最前面的Mic大约2米处爆裂。下图清楚地显示了结果。 左手“Blue”曲线来自最前面的Mic(Mic1),而右手“Red”曲线来自最远的Mic(Mic2)。 Mic1在-164μs和500μs之间的波形在Mic2的迹线中清晰可见,延迟了2929μs。 在Mic1的波形中存在第二个变化,大约1.5ms,由一个墙壁或天花板的回波引起。

从该图中我们可以测量两个波形之间的时间 - 2929μs。这超过1米,相当于341.4米/秒。 在通过空气计算声速时,我们需要考虑可能影响速度的因素。 主要因素是: 温度。 水蒸气含量(相对湿度)。 测试期间的温度和相对湿度分别为约20℃和50%。 我们可以使用下表找到预期的速度:344 m / s或2.907 ms / m。 匹配与上面显示的观察结果非常吻合。