（二）基于Phyphox的声速测量实验

实验目的：

        1.了解声波传输及共振有关的知识和规律;

        2.用驻波法测量空气中声音的传播速度；

        3.学习如何利用手机APP对物理量进行定量测量和分析。

实验仪器：

        装有App “Phyphox”的智能手机、奶茶管或者洗洁精（洗发乳、沐浴露）瓶中的硬质中空塑料管、刻度尺、刀、温度计、毛巾（海绵或棉花）等隔热材料

实验原理：

        声波在空气中的传播速度可表示为

由波动理论知道，波的频率 f 、波速 ν 和波长 λ 之间关系为ν=λ?f ，所以，只要知道频率和波长就可以求出波速

共鸣管原理：把声源放在一只顶端开口、底端封闭、长度为L的均匀圆柱形容器上方，发出的声音传播到容器底部会被反射。容器中的声场实际上是入射声波和反射声波的叠加。当声源频率合适时，会形成稳定的驻波。如果容器口部正好处于波节位置，则该处空气的振动对外发出的声音没有贡献，产生的声音较小；如果容器口部处于波腹位置，则会发出的声音较大，出现共鸣现象。腔内形成驻波满足 L=nλ/4 (n=1,3,5…)对应的，发出共鸣音的共振频率为

实验步骤：

1. 将空心圆管的尖端剪平，底端封闭；测量圆管内直径d；记录实验温度T；
2. 测量圆管的长度 L（建议L
3. 打开手机Phyphox软件的声音频谱界面进行数据采集；对开口端缓慢平稳吹气，使其产生平稳的共鸣音；
4. 从开口端剪去一段圆管，重复步骤2-4，重复至少7次（每次剪短的长度参考注意事项的提示）；
5. 对数据按实验要求进行线性拟合和作图；
6. 分析影响实验结果的因素。

实验过程：

数据处理：

实验结论：

1.试分析拟合截距δL的物理意义

由驻波公式

2.评估实验者温度时如何影响实验测量的；思考如何改进以获得更高的精确度

（1）手对管子的直接接触产生的温度对实验有一定影响，可以将管子封闭的一端固定在桌面上。

（2）使用合适管长的管子。实验时发现用较短的管子，例如管长在10mm左右的管子，会因为管子太短难以控制角度，不容易得到参考范围里的基频，使实验出现较大误差。

（3）管口要平整。实验中，管子的切口处不是一致高度，在读取管长时会出现误差。

（4）实验要在稳定的温度条件下进行。由于总是想找到合适的基频，所以在测量不同管长的不同基频之间时间跨度大，外界的温度的变化也不可避免地对实验产生一定影响。

注意事项：

注：以上实验原理及步骤均来自中央民大物理教学团队，感谢老师们的付出