實驗題目： 音叉聲波的干涉
班級： 物理學 2011級（2）班
學號： 2011433196
姓名： 趙得芳
指導教師： 粟瓊
凱里學院物理與電子工程學院
2013 年5月
前言用橡膠錘敲擊音叉，聲波將向空間的各個方向傳播形成聲場。由於音叉產生的聲波在空間中將會發生干涉現象，因此在音叉的周圍將會出現聲音強弱的分布區域，並且將會呈現出一定的規律。音叉分為兩股它的兩股以同樣的頻率做開合運動。
每一股都將帶動它的內外兩側氣體形成疏密波，因而音叉振動時可以認為每股兩側各有乙個聲源而且這兩個聲源是反相的。
按照聲學的分析方法 ，應該區分近場區和遠場區，對近場區音叉的每一股的內外兩個側面可以近似視為活塞式聲源組成的聲柱; 而對遠場區，任何聲源都可以近似視為球源由於近場區聲源性質十分複雜本文以下將只討論遠場區。
一、 實驗目的
1. 了解音叉聲場的產生原理。
2. **音叉聲場的規律。
二、 實驗原理
音叉的叉股只能抽象為通常的面波源或特殊的平面波源和點波源，因此縱波干涉的規律是不可能直接應用於音叉干涉情況的! 那麼音叉周圍存在的聲波干涉，也就應該能夠通過這些波源振動發出聲波的疊加來加以解釋。
1. 只考慮內側面s1,s2振動時聲波的疊加情況。
圖 1 當內側面s1、s2振動發聲時，遠場區的綜合波完全可以等效為乙個由特殊點波源振動發出的波，如圖1所示，其波動方程為：
xs=as(r,θ)cos[ω(t-r/v)+ φ]
其中，as(r,0)，as(r, π) 最小，as（r, π/2）、as(r,3π/2)最大。
2. 只考慮外側面s/1,s/2振動發聲時聲波的疊加情況。
圖 2如圖2所示，由於d相距很小，d=2cm,d<<λ,對於遠場區來說，s/1,s/2可以等效為特殊的點波源，其波動方程為：
xs/=as(r,θ)cos[ω(t-r/v)+φ0-π],其振動的分布影象如圖。
3. 同時考慮內外側面振動發聲時聲波振動疊加的情況。
當內外側面同時振動時，其波動方程為
x=[as(r, θ)-as/(r, θ)]cos[ω(t-r/v)+ φ0]
其合成波的波面情況如圖3所示
圖 3綜上所述可以看出，音叉周圍存在的聲波干涉，並不是由叉股作為點狀相干聲源發出的兩列聲波簡單干涉的結果，而是由叉股內側面發出的兩列聲波、叉股內側面反射對方的兩列聲波、叉股內側面對對方聲波的強烈阻擋和衍射以及叉股外側面發出的兩列聲波等多種因素相互影響、綜合干涉的結果。
三、 實驗儀器
音叉，示波器，麥克風，放大器，迴轉台
四、 實驗條件及儀器要求
1. 麥克風的靈敏度要高，以便於準確地反映出聲場的分布。
2. 實驗應在相對空曠的地方進行，以免反射反射回來的聲波的干擾。
五、 實驗內容
1.安裝好實驗儀器，檢測各儀器是否都處於正常狀態。
2.用麥克風以音叉的中點為圓心，圍繞音叉一圈並探測其各個位置聲音強弱的情況。
3.根據理論分析知，在遠場區的周圍會有四個最強點和四個最弱點，找出並記錄下來。
4.通過實驗資料，描繪出音叉聲場的分布影象。
六、 資料記錄
分別以r1,r2,r3為半徑，找出音叉聲場中強弱點的位置。以穿過兩股音叉中間的軸線為y軸，音叉的連線為x軸。
七、 參考文獻
1. 普通物理學教程《力學》。
2. 楊述武著《普通物理實驗》。
3. 鄭玉梅著《音叉干涉佯謬詮釋》。
4. 王其申著《音叉聲波的干涉現象》。
5. 於智深著《關於音叉聲波干涉現象的研究》。
大學物理實驗設計性實驗方案
實驗題目 用雙縫干涉測玻璃片的折射率 班級 物理學2011級 1 班 學號 2011433161 姓名 xx 指導教師 xx 凱里學院物理與電子工程學院 2013 年3月 用雙縫干涉測玻璃片的折射率 序言 1801年，楊氏巧妙地設計了一種把單個波陣面分解為兩個波陣面以鎖定兩個光源之間的相位差的方法來...
普通物理實驗設計性實驗方案
實驗題目 用氣墊導軌研究動量守恆定律 班級學號 姓名指導教師 用氣墊導軌研究動量守恆定律 序言動量守恆定律和能量守恆定律一樣，是自然界的一條普遍適用的規律。它不僅適用於巨集觀世界，同樣也適用於微觀世界。它雖然是一條力學定律，但卻比牛頓運動定律適用範圍更廣，反映的問題更深刻。由動量守恆定律知，如果乙個...
實驗設計及實驗方案的評價試題
各地中考化學模擬考試 題 2009年安徽省安慶市中考化學模擬試題 15 6分 安慶 麥隴香 是盛名遠揚的 百年老字型大小 化學興趣小組在該廠的食品包裝盒內發現乙個標有 脫氧劑，請勿食用 的小紙袋，開啟紙袋，露出灰黑色粉末，並混有少量紅色粉末。提出問題 該脫氧劑中的灰黑色 紅色粉末各是什麼？查閱資料 ...