1由于音叉僅能發(fā)出一個固定頻率的聲音給實驗帶來了一定的局限性。為此本文引入虛擬儀器TTG技術(shù)，這樣不僅能改變原有實驗的局限性，而且還可以激發(fā)學(xué)生對虛擬儀器與計算機(jī)這些新技術(shù)的了解與掌握。

　　2虛擬儀器TTG

　　TTG的全稱為Test Tone Generator （ http： www.esser. u net. com ttg. htm是它的下載地址） ，它是一種虛擬儀器。虛擬儀器也叫計算機(jī)儀器，是以計算機(jī)為基本硬件平臺。虛擬儀器TTG可以把個人計算機(jī)轉(zhuǎn)換為函數(shù)發(fā)生器。它能夠產(chǎn)生持續(xù)、掃頻的語調(diào)和有腳本編寫能力，邊框形式存儲器，記憶力和倍數(shù)聲卡支持。也可以產(chǎn)生正弦波，正方形波，三角波等，它沒有對頻率或者幅度調(diào)制的限制，簡單易用，功能多樣，體積也小。圖中圓圈中可以直接輸入想要得到的頻率，通過聲卡你就可以聽到所要的頻率的音調(diào)。

　　3聲速測量的實驗原理

　　耳機(jī)中發(fā)出的聲波以空氣為媒質(zhì)，通過共鳴管內(nèi)的空氣柱垂直入射至水面，并被水面反射回來產(chǎn)生反射的縱波。此反射的縱波和入射的縱波發(fā)生干涉產(chǎn)生了縱駐波，水面是波節(jié)。當(dāng)管內(nèi)空氣柱長度l為4的奇數(shù)倍時（為波長） ，縱駐波的振幅最大，管口是波腹，此時可聽到一共鳴聲（強(qiáng)的嗡嗡聲）。調(diào)節(jié)空氣柱的長度，可聽到幾次共鳴聲。對應(yīng)于兩相鄰共鳴聲的水面高度差為/ 2.由此可求得，并由u = f ，即可求得空氣中的聲速所示。

　　用到的實驗儀器、設(shè)備：共鳴管，溫度計，蓄水筒，個人計算機(jī)，耳機(jī)，虛擬儀器TTG軟件。

　　4實驗內(nèi)容與步驟

　�。� 1）記錄室溫t 1，并轉(zhuǎn)換為絕對溫度T 1。（ T 1 = t 1 + 273. 15）。

　　（ 2）提高蓄水筒，使共鳴管內(nèi)水面離管口幾厘米處。

　�。�3）在計算機(jī)上運行TTG虛擬軟件，并把耳機(jī)置于共鳴管口之上（靠近管口，但不能與管口相碰） ，且耳機(jī)平面與管口平面平行。然后將蓄水筒下移，以增加共鳴管內(nèi)空氣柱長度，當(dāng)?shù)谝淮温牭焦缠Q聲時固定螺絲A，這一過程稱為粗調(diào)。然后轉(zhuǎn)動螺絲B進(jìn)行細(xì)調(diào)，通過反復(fù)多次的調(diào)節(jié)，就可以記錄下共鳴點的位置，記錄此時水面對應(yīng)的位置d 1。

　�。� 4）再將蓄水管下移，先粗調(diào)后細(xì)調(diào)記錄第二次共鳴聲水面對應(yīng)的位置d 2。

　�。� 5）改變TTG中的頻率重復(fù)以上3、4過程。

　　（ 6）再次記錄室溫t 2，并轉(zhuǎn)換為絕對溫度T 2，以T = T 1 + T 2作為實驗時空氣的溫度。

　�。�7）把所得的數(shù)據(jù)分別填入中并求出對應(yīng)的聲速。

　　（ 8）求聲速并進(jìn)行修正。

　　5數(shù)據(jù)測量及結(jié)果

　　6結(jié)語在原有簡易的實驗裝置基礎(chǔ)上引入現(xiàn)代高科技術(shù)。通過本實驗學(xué)生不僅了解聲速的測量方法，而且還可以掌握現(xiàn)在流行的虛擬儀器的概念、使用方法等技能。

　　將虛擬儀器技術(shù)應(yīng)用于實驗教學(xué)，不僅降低了實驗教學(xué)成本，而且將物理實驗從傳統(tǒng)的以動手為主的驗證性實驗提升為動手+電腦相結(jié)合的綜合性設(shè)計性實驗。

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