Question

有一種示波器可以同時顯示兩列波形．對于這兩列波，顯示屏上橫向每格代表的時間間隔相同．利用此種示波器可以測量液體中的聲速，實驗裝置的一部分如圖所示：管內盛滿液體，音頻信號發生器所產生的脈沖信號由置于液體內的發射器發出，被接收器所接收．圖所示為示波器的顯示屏．屏上所顯示的上、下兩列波形分別為發射信號與接收信號．若已知發射的脈沖信號頻率為f＝2 000 Hz，發射器與接收器的距離為x＝1.30 m，求管內液體中的聲速．(已知所測聲速應在1 300～1 600 m/s之間，結果保留兩位有效數字)

Answer 1

1.4×10³ m/s

設脈沖信號的周期為T，從顯示的波形可以看出，題圖中橫向每一分度(即兩條長豎線間的距離)所表示的時間間隔為
Δt＝①
其中T＝②
對比圖2-2-13中上、下兩列波形，可知信號在液體中從發射器傳播到接收器所用的時間為t＝(Δt)(2n＋1.6)，其中n＝0,1,2③
液體中的聲速為v＝④
聯立①②③④式，代入已知條件并考慮到所測聲速應在1 300～1 600 m/s之間，得v＝1.4×10³ m/s.