声速测量实验报告（推荐8篇）
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福州大学
【实验一】
声速 测量
（303 实验室）
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实验预习部分 【 实验目的】
】
【 实验仪器】(名称、规格或型号)
【 实验原理 】（文字叙述、主要公式、原理图）
实验预习部分 【 实验内容和步骤】
】
实验预习部分
一、写出示波器以下标号的功能（用中文表述），并复习它们的位置（参本 考课本 P148 图 图 19-13）：
39（或 11）
25。
二、在下图方框中标出函数信号发生器的四个部位分别对应哪个选项。
Ａ、ＣＨ１ Ｂ、ＣＨ１使能 Ｃ、ＣＨ２ Ｄ、ＣＨ２使能
三、实验中在测量声波波长之前，必须确定系统的。
频率。
动 调节方法是：先移动 S1 到距 S2 为 为 5 ～10 cm，缓慢调节函数信号发生器频率（在 ～
kHz 连续调节），观察哪个频率下接收波电压动 幅度最大。然后移动 S1，使示波器显示的正弦幅度最大，再细调信号以 频率（以 0.01kHz。
为步长调节），直到接收波振幅最大。记下此时频率。
注意：本实验用的声速测定装置 动子是发射端，定子是接收端。
于 两个换能器之间的距离最好大于 5 cm，严禁将两个换能器接触。
数据记录与处理
【一】
测量系统的谐振频率 f
k H z
此时换能器间距 L
mm 【二】
用共振干涉法测波长（（v 公 =340.00 m/s）
1L
mm，11L
mm，
mm
声速 v =
百分偏差 B=
【三】用相位比较法测波长
（v 公 =340.00m/s）
数 次数 i L i /mm 数 次数 i+6 L i+6 m/mm6()/6()i iL L mm+=-()mm
声速 v =
百分偏差 B=
思考题：用相位法测量波长时，指出本实验用哪两个图 形之间的距离 ：
测量波长：（在正确的图下画√）
进入实验室后，按实验指导老师要求撰写。
实验预习及操作成绩
实验指导教师签字
日期
实验报告成绩
报告批阅教师签字
关键词：不同实验仪器,超声波,共振干涉,误差分析
引言
声波是一种在弹性媒质中传播的机械波, 它是纵波, 其振动方向与传播方向相一致。频率低于20Hz的声波称为次声波;频率在20Hz—20kHz的声波可以被人听到, 称为可闻声波;频率在20kHz以上的声波称为超声波。在物理实验中进行声速测量一般采用的是频率大于20kHz以上的超声波。超声波的频率高、波长短, 所以超声波具有定向好、功率大、穿透力强、信息携带量大、能引起空化作用和引起许多特殊效应 (如凝聚效应和分离效应) 的优点, 在工业、农业、国防、生物医学和科学研究等各个领域有广泛的应用。例如, 测量氯气、蔗糖等气体或溶液的浓度、氯丁橡胶乳液的比重和输油管中不同油品的分界面等, 这些问题都可以通过测定这些物质中的声速来解决。对声速进行测量, 在声波定位、探伤、测距等应用中具有重要的意义。超声波声速的测量方法一般有共振干涉法、相位比较法和时差法。不同的仪器测量声速, 误差也不相同。笔者在此针对不同仪器用共振干涉法测量的声速时的误差进行分析。
二、共振干涉法 (驻波法) 原理
驻波是一种特殊的干涉现象, 振幅相同, 在同一直线上沿相反方向传播的两列相干波叠加现象。波线上某些点始终静止不动, 为波节;波线上某些点振幅始终最大, 为波腹。相邻两个波节点和波腹点之间的距离是半个波长。当振源的信号频率同驻波系统的频率相等时, 其驻波的振幅有最大值, 而且很稳定, 这种现象称为驻波的共振。
S1为发射器, S2为接收器, S2不但能接收到声波, 而且能反射部分声波, 为了获得较强的观测信号, 移动发射器与接收器, 使之相距接近1—2cm并且平行, 调节信号发生器的输出频率, 使接收器的正弦波形幅度达到极大值, 即交变电场频率与压电陶瓷管的固有频率达到谐振, 此时测量系统处于共振状态, 接收到的声压最大, 转换成的电信号也最强。继续移动接收器, 将再次出现最强的电信号。因为相邻波腹 (节) 之间的距离为, 所以我们测出两次共振位置之间的距离 (也就是相邻两个声压的最大值距离) 则可求出λ。
在稳定一段时间后, 找出测量波形幅值最大值位置作为测量的起点, 移动S2, 使S2远离S1, 逐一记录每个波形幅值最大值的位置, 记录十组数据, 利用公式v=λf, 用逐差法可求出波长λ。
三、不同仪器的测量结果比较
Sw-1型声速测量仪只有配上示波器和函数信号发生器才能完成测量任务, 本仪器的压电陶瓷的振荡频率在40kh左右, 所以在调节函数信号发生器的输出频率时, 应先粗调至40kh左右, 然后微调, 使得输出波形为最大, 即达到谐振状态。
Sw-1型声速测量仪的测量结果:t=11.5℃, f=39.74KH。
SV5型声速测量组合仪的S1发射换能器超声波的正弦电压信号有配备的SV5型声速测定专用信号源供给换能器S2把接收到的超声波电压转换成电压信号, 用示波器观察。本实验仪器的压电换能陶瓷器的谐振频率在35kh左右。
SV5型声速测量组合仪的测量结果:t=11.5℃, f=36968H。
结果显示, 即使是在同一间实验室、同一温度下进行的测量, 结果也差别很大, 无论是用哪一套仪器进行测量, 计算出的超声波声速与此温度下的理论值都有一定的偏离, 都存在一定的相对误差。
四、误差分析
1. 超声波在发射换能器与接收换能器之间传播时有可能是不严格的驻波。SV5型声速测量组合仪的压电换能器有压电陶瓷片和轻、重两种金属组成。头部用轻金属做成喇叭型, 尾部用重金属做成柱型, 中部为压电陶瓷圆环, 这种结构增大了辐射面积, 增强了振子与介质的耦合作用, 发射的波方向性强、平面性好, 这样由发射器发射的波在空气中传播几乎可以以简谐波传播, 从而使测量值的误差较小。
2. 测量超声波声速过程中, 当信号发生器输出的正弦波频率与声速测量仪发射换能器中压电陶瓷环的固有频率相等时, 该正弦波频率称为谐振频率, 在谐振频率下, 示波器上会出现电压信号的最大值, 所观察到的正弦波形为最大。有时候波形正好处于的整数倍, 所显示的波形为最大, 可能使观测者忘记调节信号源的输出频率, 故而产生一定的测量误差。
3. 在实验中还会观测到波形的最大值随着接收器远离发射器而成缩小的趋势, 呈现出球面波的特征, 而球面波的极大值并不等距, 这样, 测量出来的不是一个等值, 也给测量带来一定的误差。
(4) 在测量的过程中, 发射器的位置不可以改动, 否则发射器和接收器之间就不再平行, 就不能产生严格的驻波。而对于Sw-1型声速测量仪就有可能发生这样的情况, 因为, 此仪器的发射器可以自由取下。而SV5型声速测量组合仪的接收器是固定的, 便保证了发射器的平面不偏离。
(5) 在示波器上观测到的波形的最大是靠观测者自己判断, 这也是误差来源的主要方面。
五、结语
从以上的数据和分析我们可以看出, 在相同的实验环境条件下, 不同的实验仪器在声速测量中都会有一定的误差。在同等次数的数据测量下, 越精密的仪器带来的误差越小。
参考文献
[1]赵亚林主编.大学物理实验.南京大学出版社, 2006.3.
人体测量 一、试验小组成员及分工 班级 :
地址 :
天气: :
姓名
学号
分工
时间
测量读数
记录数据
更换测量工具
测量读数并监督 二、实验目的1、掌握如何获取人体计量尺寸的方法
2、掌握如何应用人体尺寸进行作业空间设计 三、实验内容 1、测量人体的12个主要指标 2、设计一个舒适的数据输入工作地
四、实验仪器 身高坐高计、人体形体测量尺(长马丁尺、中马丁尺、短马丁尺、直角规)、人体秤等 五、实验步骤及方法 1、测量小组全体成员的 13 个人体主要指标,填入表 1－1。
测量时应在呼气与吸气的中间进行。其次序为从头向下到脚;从身体的前面,经过侧面,再到后面。测量时只许轻触测点,不可紧压皮肤,以免影响测量的准确性。某些长度的测量,即可用直接测量法,也可用间接测量法——两种尺寸相加减。测量者要求脱掉外套。
表 1－1
身体测量数据及使用仪器
单位:cm 学号 1
平均值 标准差 第5百分位 第 50百分位 第 95百分位 身高(身高坐高计)165、1 163、2 161、5 168、6 164、60
2、64
160、26
164、60
168、94
眼高(身高坐高计)154、5 151、8 150、5 159、2 154、00
3、33
148、52
154、00
159、48
最大肩宽(直角规)40、3 37、5 38、2 42、7 39、68
2、03
36、34
39、68
43、01
坐高(身高坐高计)87、2 88、2 85、2 90、5 87、78
1、91
84、64
87、78
90、91
坐姿眼高(身高坐高计,长马丁尺)76、5 74、5 74、3 77、2 75、63
1、25
73、57
75、63
77、68
坐姿肩高(身高坐高计,长马丁尺)61、5 60、3 59、1 61、4 60、58
0、97
58、97
60、58
62、18
坐姿肘高(身高坐高计,短马丁尺)24、7 26、2 27、8 24、5 25、80
1、33
23、61
25、80
27、99
坐姿大腿厚(身高坐高计,短马丁尺)14、3 10、9 14、0 14、7 13、48
1、51
11、00
13、48
15、95
坐姿膝高(身高坐高计,短马丁尺)52、6 46、4 43、7 50、3 48、25
3、44
42、60
48、25
53、90
臀膝距(身高坐高计,中马丁尺)51、5 49、3 48、5 52、8 50、53
1、71
47、71
50、53
53、34
坐姿两肘间宽(身高坐高计,直角规)40、6 33、5 33、2 41、2 37、13
3、78
30、90
37、13
43、35
小腿加足高(短马丁尺)43、2 40、1 39、8 44、5 41、90
2、01
38、60
41、90
45、20
体重(人体秤)55、3 43、5 45、4 57、6 50、45
6、09
40、43
50、45
60、47
2、设计一个舒适的数据输入工作地
根据所学知识设计符合所测人群使用的舒适的数据输入工作地。包含座高、键盘高度、显示器高度以及显示器距离眼睛的距离等。设计简图如下图 1—1。
座高:以座椅使用者群体“小腿加足高”的第五百分位数 38、60cm 作参考,使椅面高度稍低于这一测量值。所以座椅高度取值 38cm。
键盘高: 坐姿大腿厚第 95 百分位数为 15、95cm,坐姿肘高第 5 百分位数为 23、61cm, 心理修正量取 8cm,考虑到键盘高稍低于坐姿肘高为最佳 所以键盘高为 38+23、61+8=69、61cm。取值 69cm 显示器高:设计抽屉高度为 14cm,显示器的垂直高度为 22cm,所以显示器的高度为69+14+22=105cm 显示器距离眼睛:屏幕边长约为 305cm,此时视距最小为 305/(2tan15)=569mm,即 56、9cm
3、利用 excel 求出的各测量尺寸与身高的回归公式中的 m 值 ,并画出简图如下。
学号 1
M 值 身高(身高坐高计)165、1 163、2 161、5 168、6
眼高(身高坐高计)154、5 151、8 150、5 159、2 0、935684
最大肩宽(直角规)40、3 37、5 38、2 42、7 0、241162
坐高(身高坐高计)87、2 88、2 85、2 90、5 0、533292
坐姿眼高(身高坐高计,长马丁尺)76、5 74、5 74、3 77、2 0、459444
min55、38 75、63~74、6340、53 38 57
坐姿肩高(身高坐高计,长马丁尺)61、5 60、3 59、1 61、4 0、367999
坐姿肘高(身高坐高计,短马丁尺)24、7 26、2 27、8 24、5 0、156588
坐姿大腿厚(身高坐高计,短马丁尺)14、3 10、9 14、0 14、7 0、081911
坐姿膝高(身高坐高计,短马丁尺)52、6 46、4 43、7 50、3 0、293309
臀膝距(身高坐高计,中马丁尺)51、5 49、3 48、5 52、8 0、30704
坐姿两肘间宽(身高坐高计,直角规)40、6 33、5 33、2 41、2 0、225814
小腿加足高(短马丁尺)43、2 40、1 39、8 44、5 0、254676
体重(人体秤)55、3 43、5 45、4 57、6 0、306942
回归公式 眼高:Y=0、935684X
最大肩宽:Y=0、241162X
坐高:Y= 0、533292X
坐姿眼高:Y=0、935684X
坐姿肩高:Y=0、367999X
坐姿肘高:Y=0、156588X
坐姿大腿厚:Y=0、081911X
坐姿膝高:Y= 0、293309X
小腿加足高:Y=0、30704X 臀膝距:Y=0、225814X
坐姿两肘间宽:Y= 0、254676X
体重:Y=0、306942X
H 0、935684H 0、241162H 0、25467H0、533292H 0、459444 H 0、08191H 0、367999H 0、156588H 0、293309H 0、30704H
一、实验时间2011.9.16
二、实验地点：馨园广场
三、小组成员：组长:周斌华；组员：兰林芳、黄成伟、刘万雄、黄永平、孙佩文、占宇豪、王博俊、赵秋阳、张伟鹏、姚利君
四、指导老师：肖启艳老师
五、实验目的：
1、水准仪的安置、整平、瞄准与读数，2、掌握水准仪基本的操作要领
六、实验设备：水准仪、水准尺、三脚架
七、实验内容：闭合路线水准测量
八、实验步骤：1.水准测量：（1）水准测量原理： 水准测量是利用水准仪提供的水平视线，借助于带有分划的水准尺，直接测定地面上两点间的高差，然后根据已知点高程和测得的高差，推算出未知点高程。
九、实验中引起误差原因及解决方法
一、各种误差的来源：
(1)、仪器误差
(2)、观测误差
二、减少误差的方法：（1）在仪器选择上要选择精度较高的合适仪器。
（2）提高自身的测量水平，降低误差水平。
（3）通过各种处理数据的数学方法如：距离测量中的温度改正、尺长改正，多次测量取平均值等来减少误差。
十、实验心得：
相比于以往的教学型实习，真正的工程（实习）显然能够更好的体会所学到的知识。事实也确实是如此，通过这次实习，我真正的体会到了理论联系实际的重要性。
测量学首先是一项精确的工作，通过在学校期间在课堂上对测量学的学习，使我在脑海中形成了一个基本的、理论的测量学轮廓，而实习的目的，就是要将这些理论与实际工程联系起来，这就是工科的特点。测量学是研究地球的形状和大小以及地面点位的科学，从本质上讲，测量学主要完成的任务就是确定地面目标在三维空间的位置以及随时间的变化。在信息社会里，测量学的作用日益重要，测量成果做为地球信息系统的基础，提供了最基本的空间位置信息。构建信息高速公路、基础地理信息系统及各种专题的和专业的地理信息系统，均迫切要求建立具有统一标准，可共享的测量数据库和测量成果信息系统。因此测量成为获取和更新基础地理信息最可靠，最准确的手段。
通过这次实习，锻炼了很多测绘的基本能力。首先，是熟悉了仪器的用途，熟练了仪器的各种使用方法，掌握了仪器的检验和校正方法。其次，在对数据的检查和矫正的过程中，明白了各种测量误差的来源，了解了如何避免测量结果错误，最大限度的减少测量误差的方法，第三，除了熟悉了仪器的使用和明白了误差的来源和减少措施，还应掌握一套科学的测量方法，在测量中要遵循一定的测量原则，如：“从整体到局部”、“先控制后碎部”、“由高级到低级”的工作原则，并做到“步步有检核”。这样做不但可以防止误差的积累，及时发现错误，更可以提高测量的效率。
日期地点班级组别 测 量 学 实习报
告
姓名
成员
目录
1、前言………………………………………………………2
2、内容说明…………………………………………………4
3、测区概况及现有资料……………………………………6
3.1 测绘任务……………………………………………………………6 3.2 测区概况……………………………………………………………7
3.3 现有资料……………………………………………………………8
4、踏勘选点…………………………………………………8
4.1 选点要求……………………………………………………………8
4.2 构建控制网…………………………………………………………9
4.3 建立标志……………………………………………………………9
5、控制测量…………………………………………………9
5.1平面控制测量………………………………………………………9
5.2 高程控制测量………………………………………………………10
6、碎部测量…………………………………………………11
6.1 方格网绘制及控制点展绘…………………………………………11
6.2 碎部测量……………………………………………………………11
6.3 地形图绘制…………………………………………………………12
4.控制测量 5.展点测图
6.测设
7.测绘新技术演示及讲座
8.总结
四.注意事项
㈠确保仪器的安全
按照规定仪器损坏责任人实习成绩不及格、赔偿损失、下学年插班补实习，责任人查不出全组负责。
1）仪器一经拿出仪器箱就要上紧在三脚架上，观测者完成出箱、安置仪器、观测、看护、迁站及入箱全过程，不要七手八脚；仪器螺旋不要硬拧硬上，否则容易造成螺旋失效；仪器一经上架，不要离人，以免以外损坏；
2）标尺脚架不用时要平放在马路一侧的人行道上，以免被摔坏或被碾断； 3）钢尺拉到25m左右即可，拉到头易脱落，用过后要收好，不要缠绕或放在马路上任人车践踏；
4）本次实习采用动态考核的方法，指导老师一旦发现任何违反操作规定的行为，会作出记录，从而影响小组及个人的成绩。㈡周密计划，合理安排
1）仪器的出入：不要每天把所有的仪器都带上，测什么内容带什么仪器，否则既浪费人力仪器也不安全；
2）注意各个环节间的衔接，有的小组没做完导线就开始测图，结果导线不闭合，不仅控制要返工，碎部也白做；
3）晚上一般都要处理观测数据或整饰图板，组长应在前一天考虑第二天将要完成的工作，需要拿出的仪器工具，组员每天都应该写一些心得体会，实习完一整理实习报告就有内容了，指导教师每天应召集正副组长开会检查工作进度，总结经验教训，组长也应主动与老师联系，如选点完毕后，最好征得老师同意选点方案后再开始测量； ㈢善于思考，敢于实践
1）实习期间要养成自己动脑筋、想办法，独立解决问题的良好习惯，就象在生产中一样，对于一些复杂的问题应巧妙地加以解决，不能蛮干或出力不讨好。
2）有的同学不善于操作仪器，也就只甘于充当跑龙套的角色，实习结束后也学不到什么知识技能，建议角色轮流做，自己找机会练习。
3.控制测量
1）先进行高程控制测量，按照普通水准测量方法进行，要求： ①应在水准路线间进行往返观测，总测站数应为偶数，②采用两次仪器高法，其互差应不大于3mm，③必须连测到已知高程的控制点上，高差闭合差fh允12nmm，④尺垫的正确使用，已知点和自选点上均不可用尺垫，尺垫只能在转点上使用，一般用不到，⑤外业观测结束，结果合格后在规定的表格上进行高程平差计算。2）平面控制测量 即导线测量，①外业观测前应在示意图上标明导线前进方向，需要观测的转折角、导线边，明白观测角度是左角还是右角；
②以测回法观测转折角，每个转折角观测一测回，半测回互差不大于40″，角度闭合差f40n；
③导线边长测量必须采用钢尺量距，每条导线边均应往返丈量，丈量的相对精度应不大于1/3000，导线全长相对闭合差T12000。
此外，还应在以下几个方面引起重视：
①使用钢尺量距时应分清楚零点在哪里，有坡度时应将钢尺拉直抬平，大于一尺段的情况应采用经纬仪法进行直线定线，对于跨河等不便量距的情况可用间接法确定距离；
②经纬仪最好采用光学对中，瞄准目标时应尽量靠近底部；
③闭合导线需要两个已知点的坐标，附合导线需要四个已知点坐标，已知数据可到指导老师或实验师处抄录，鉴于点少组多，在已知点上尽可能地节省观测时间，已知点被占用时，先到自选点上测角或完成别的环节；已知点上禁止进行碎部测量。
4.展点测图
1）绘制坐标格网
用坐标格网尺在聚脂薄膜的毛面上绘制坐标格网，绘制结束应按以下要求严格进行检查：各方格的角点应共线，偏离值应小于0.2mm；方格对角线长度为14.14cm，误差为0.2mm；图廓对角线长度误差为0.3mm。超限时应重绘。坐标格网线旁边按地形图图式要求加注坐标值。展绘控制点，并按要求加注点号和高程。
2）碎部测量
用经纬仪测绘法，将仪器安置在图根控制点（自选点）上，以地物为单位，依次各碎部特征点。
①碎部点与测站点相距较近时，可用皮尺量距，较远时以视距测量法确定距离，但要注意观测技巧，如将望远镜放平等；
②一般情况下，每一幢建筑物需要加注一个有代表性的点的高程，道路每隔一段距离要加注一个点的高程；
③碎部测量时应注意随测随算随绘的原则，及时连线，不允许在室外观测，室内绘图，更不允许先在白纸上绘草图然后再转绘在图纸上。
④绘图必须规范，严格按照图式要求进行，应轻画辅助线，仪器迁站后容易察除。图面的检查整饰接边也必须严格进行，超限应返工，切忌弄虚作假。
精度应不大于1/3000，导线全长相对闭合差T12000。
此外，还应在以下几个方面引起重视：
①使用钢尺量距时应分清楚零点在哪里，有坡度时应将钢尺拉直抬平，大于一尺段的情况应采用经纬仪法进行直线定线，对于跨河等不便量距的情况可用间接法确定距离；
②经纬仪最好采用光学对中，瞄准目标时应尽量靠近底部；
③闭合导线需要两个已知点的坐标，附合导线需要四个已知点坐标，已知数据可到指导老师或实验师处抄录，鉴于点少组多，在已知点上尽可能地节省观测时间，已知点被占用时，先到自选点上测角或完成别的环节；已知点上禁止进行碎部测量。
2、展点测图
1）绘制坐标格网
用坐标格网尺在聚脂薄膜的毛面上绘制坐标格网，绘制结束应按以下要求严格进行检查：各方格的角点应共线，偏离值应小于0.2mm；方格对角线长度为14.14cm，误差为0.2mm；图廓对角线长度误差为0.3mm。超限时应重绘。坐标格网线旁边按地形图图式要求加注坐标值。展绘控制点，并按要求加注点号和高程。
2）碎部测量
用经纬仪测绘法，将仪器安置在图根控制点（自选点）上，以地物为单位，依次各碎部特征点。
①碎部点与测站点相距较近时，可用皮尺量距，较远时以视距测量法确定距离，但要注意观测技巧，如将望远镜放平等；
②一般情况下，每一幢建筑物需要加注一个有代表性的点的高程，道路每隔一段距离要加注一个点的高程；
③碎部测量时应注意随测随算随绘的原则，及时连线，不允许在室外观测，室内绘图，更不允许先在白纸上绘草图然后再转绘在图纸上。
④绘图必须规范，严格按照图式要求进行，应轻画辅助线，仪器迁站后容易察除。图面的检查整饰接边也必须严格进行，超限应返工，切忌弄虚作假。
3、测设
在已经测绘完成的地形图上空白之处设计一矩形建筑物或延伸的管线中心线，要求有四个待定点，总长大于100m。在图上解析确定出点的设计坐标，根据附近的至少两个已知点（自选点）采用极坐标法测设出待定点，打桩或标记出这些点，让指导老师检查。
3.2 测区概况
1、组成
（1）第一教学楼及周围花坛
（2）第四教学楼前段及机电工程系大楼
（3）行政楼及周围花坛
（4）篮球场西侧花坛
（5）图书馆及门前广场
（6）图书馆门前大花坛
2、测绘对象种类
（1）建筑物
（2）花坛
（3）喷水池
（4）配套基础设施
3、综合概述
（1）属于教学区域，建筑物密集，路况良好.（2）道路复杂多变，测量难度偏大.（3）测量对象（建筑物、花坛等）造型复杂.3.3现有资料
1、指定测量点
（1）1501
（2）1502
（3）1507
2、自定测量点
（1）F261
（2）F262
（3）F263
（4）F264
4、踏勘选点
4.1 选点要求
（1）相邻点之间应通视；（2）便于量距以及观测周围地物；
（3）点位应易于保存，如道路交叉口，马路一侧，尽量避开停车位、马路中间及运动场上，对于观测不到的地物，还应便于布设导线支点。
（4）边长均匀，点位足数
边长应在20—60m之间，6-7个自选点（即图根控制点），（5）用油漆做标记，点的编号为三位：即班号、组号、点号，字体小巧工整，标记清晰，字头朝北，（6）图根控制点（自选点）与已知点间应构成闭合或附合导线，根据实际情形可以使用图幅外的已知点，但自选点一般应在图幅内，
河等不便量距的情况可用间接法确定距离；
（2）经纬仪最好采用光学对中，瞄准目标时应尽量靠近底部；
（3）闭合导线需要两个已知点的坐标，附合导线需要四个已知点坐标，已知数据可到指导老师或实验师处抄录，鉴于点少组多，在已知点上尽可能地节省观测时间，已知点被占用时，先到自选点上测角或完成别的环节；已知点上禁止进行碎部测量。
5.2 高程控制测量
（1）应在水准路线间进行往返观测，总测站数应为偶数，（2）采用两次仪器高法，其互差应不大于3mm，（3）必须连测到已知高程的控制点上，高差闭合差fh允12nmm，（4）尺垫的正确使用，已知点和自选点上均不可用尺垫，尺垫只能在转点上使用，一般用不到，（5）外业观测结束，结果合格后在规定的表格上进行高程平差计算。
6、碎部测量
6.1 方格网绘制及控制点展绘
要求：绘制坐标格网
用坐标格网尺在聚脂薄膜的毛面上绘制坐标格网，绘制结束应按以下要求严格进行检查：各方格的角点应共线，1
7、建筑物放样 7.1 放样方案设计
7.2 测设数据计算
7.3 测设方法
在已经测绘完成的地形图上空白之处设计一矩形建筑物或延伸的管线中心线，要求有四个待定点，总长大于100m。在图上解析确定出点的设计坐标，根据附近的至少两个已知点（自选点）采用极坐标法测设出待定点，打桩或标记出这些点，让指导老师检查
7.4 测设结果验证
尺是个看似简单但实际上却很辛苦的工作，要保持尺的平衡不能动，保证读数的准确性。另外，跑尺还要学着避免一些不必要的阻碍，保证读数者能清楚的看到尺上的刻度。跑的时间一长，手臂、小腿和脚难免会开始变得酸痛，所以这是一个非常考验耐性的工作。之前房屋建筑学实习就曾让我体会到这一点，所以我选择了坚持。
一开始的测量比较顺利，一组数据很快就诞生了，但后来碰到高低不平的楼梯时，我们由于经验不足和立尺位置的错误导致了多次的返工重测，我们的耐性和信心受到了挑战。就在这时，老师的及时出现化解了我们的问题。他耐性的指出了我们的错误，我们的测量才得以继续进行，上午的测量终于在磕磕绊绊中顺利完成了。
下午一点半，小组再次集结，下午进行的是各测点之间距离的测量，但就在这里，我们再一次犯了错误。一开始，我们采取的是和其他小组一样的方法——用塑料绳先在两点之间拉一根直线，再在这根直线的基础上用钢尺分段测出它的总距离。我们以为这样的方法是可取的，但老师发现了这种方法后很生气，坚决要求我们重新测，坚决要求用经纬仪定线的方法进行测量，否则直接扣分。迫于压力，我们不得不擦去了之前的测量数据，采取了更加麻烦但更准确的经纬仪定线法。后来的测量结果告诉我们，正确的方法永远不会骗人。
今天的测量过程还真是一波三折，经验的欠缺，不遵循正确
望，仪器的架设，读数的精确性，立尺是否到位这些细节问题又成为阻碍我们继续下去的绊脚石
最终，我们今天的实习过程并不顺利，当然也取得了一定的进展，这也为明天的工作提供了依据和经验，我们会继续努力的。
2011年7月17日
星期日
晴
1 实验原理
在力学教材教材中[2]指出声波在一端封闭管中产生驻波的条件为:
其中l为管的长度,λ是声波的波长。
当管子两端均开口时(即开管),管中形成驻波的条件为:
其中l'为开管的长度,λ为对应的声波波长,n=1,2,3……如图1所示,
这是因为:当管的两端敞开时,因空气柱与外界大气相连,其压强恒等于大气压,不会发生压缩和膨胀形变,根据驻波知识可知,只有波腹处的体积元,才不会发生形变,因此空气柱的开端必然形成位移波腹。
2 实验材料与步骤
实验材料:智能手机两部,耳机一个,音频发生器软件,噪声检测仪软件,奶茶管。
实验方法:
(1)将音频发生器软件安装到一部智能手机上,将噪声检测仪安装到另一部手机上;
(2)将奶茶管平放在桌上,打开音频发生器软件,并用耳机将手机发出的声音送到管子一端处;
(3)打开另一手机中的噪声检测仪软件将该手机放置于开管的另一个端口处;
(4)连续改变音频发生器的频率时,噪声检测仪所捕捉的分贝值随之改变,出现多个峰值,并且发现频率越高峰值越大.这说明在传输这些声振动时,管内一定出现驻波,出现每一个峰值时记录下与之对应的频率;
(5)分析数据计算出声速值。
3 实验数据与误差分析
分析表1的所得声速数据,我们发现这种规格管子的测量结果相对误差为0.791%,这样的结果要明显好于前两次的结果。对于采用这么普通的智能手机应用软件和市面上常见的奶茶管而言,能得到这样的实验数据是相当不错的。比较三次实验的数据,我们发现管长与管径比值最大的实验结果在三组中是最准确的,但这种定量关系还有待进一步研究。
4 结论
综上所述,对于常见的奶茶管,选取一定的长度、一定的直径,是可以较为准确地测量出空气中的声速的,这表明我们的实验方案是可行的。实验中所用奶茶管管长与管径比值最大的实验结果是最准确的,但这种定量关系还有待进一步研究。所以我们的实验方法也只是估测空气中的声速。即便如此,本实验方法与传统的大学物理实验中测量声速方法相比,大大降低了门槛,实验操作相对较容易,所用的实验器材也是随手可得,学生只要两台安装了免费软件的普通智能手机和一根奶茶管即可进行声速的测量。这对激发学生学习兴趣,增强学生动手能力都有很大益处。
摘要：本文介绍了一种利用普通的两端开口奶茶管的声驻波现象来测量声速的方法 ,只需两部普通智能手机和一根两端开口奶茶管即可进行实验。这种实验方法所用的实验仪器随手可得,无需学生再到学校的实验室进行实验,激发了学生的学习兴趣,增强了学生的动手能力。
关键词：手机,应用软件,声速测量,奶茶管
参考文献
[1]叶鹏松,沈月刚,等.利用手机软件实现共鸣法对声速的测量[J].物理教师,2013,34(11):61-62.
1.实验目的: 1 观察等厚干涉现象，理解等厚干涉的原理和特点 2 学习用牛顿环测定透镜曲率半径 正确使用读数显微镜，学习用逐差法处理数据
2.实验仪器:
读数显微镜，钠光灯，牛顿环，入射光调节架
3.实验原理
图1 如图所示，在平板玻璃面DCF上放一个曲率半径很大的平凸透镜ACB，C点为接触点，这样在ACB和DCF之间，形成一层厚度不均匀的空气薄膜，单色光从上方垂直入射到透镜上，透过透镜，近似垂直地入射于空气膜。分别从膜的上下表面反射的两条光线来自同一条入射光线，它们满足相干条件并在膜的上表面相遇而产生干涉，干涉后的强度由相遇的两条光线的光程差决定，由图可见，二者的光程差 等于膜厚度e的两倍，即
此外，当光在空气膜的上表面反射时，是从光密媒质射向光疏媒质，反射光不发生相位突变，而在下表面反射时，则会发生相位突变，即在反射点处，反射光的相位与入射光的相位之间相差，与之对应的光程差为/2，所以相干的两条光线还具有/2的附加光程差，总的光程差为
（1）
当满足条件
（2）
时，发生相长干涉，出现第K级亮纹，而当
（3）
时，发生相消干涉，出现第k级暗纹。因为同一级条纹对应着相同的膜厚，所以干涉条纹是一组等厚度线。可以想见，干涉条纹是一组以C点为中心的同心圆，这就是所谓的牛顿环。
如图所示，设第k级条纹的半径为，对应的膜厚度为（4），则
在实验中，R的大小为几米到十几米，而的数量级为毫米，所以R >> ek，ek2相对于2Rek是一个小量，可以忽略，所以上式可以简化为
（5）
如果rk是第k级暗条纹的半径，由式（1）和（3）可得
（6）
代入式（5）得透镜曲率半径的计算公式
对给定的装置，R为常数，暗纹半径
（7）
（8）
和级数k的平方根成正比，即随着k的增大，条纹越来越细。
同理，如果rk是第k级明纹，则由式（1）和（2）得
代入式（5），可以算出
（9）
（10）
由式（8）和（10）可见，只要测出暗纹半径（或明纹半径），数出对应的级数k，即可算出R。
在实验中，暗纹位置更容易确定，所以我们选用式（8）来进行计算。在实际问题中，由于玻璃的弹性形变及接触处不干净等因素，透镜和玻璃板之间不可能是一个理想的点接触。这样一来，干涉环的圆心就很难确定，rk就很难测准，而且在接触处，到底包含了几级条纹也难以知道，这样级数k也无法确定，所以公式（8）不能直接用于实验测量。
在实验中，我们选择两个离中心较远的暗环，假定他们的级数为m和n，测出它们的直径dm = 2rm，dn = 2rn，则由式（8）有
由此得出
（11）
从这个公式可以看出，只要我们准确地测出某两条暗纹的直径，准确地数出级数m和n之差（m-n）（不必确定圆心也不必确定具体级数m和n），即可求得曲率半径R。
4.实验内容
1． 观察牛顿环
将牛顿环放置在读数显微镜镜筒和入射光调节架下方，调节玻璃片的角度，使通过显微镜目镜观察时视场最亮。
调节目镜，看清目镜视场的十字叉丝后，使显微镜镜筒下降到接近牛顿环仪然后缓慢上升，直到观察到干涉条纹，再微调玻璃片角度和显微镜，使条纹清晰。
2． 测牛顿环半径
使显微镜十字叉丝交点和牛顿环中心重合，并使水平方向的叉丝和标尺平行（与显微镜移动方向平行）。记录标尺读数。
转动显微镜微调鼓轮，使显微镜沿一个方向移动，同时数出十字叉丝竖丝移过的暗环数，直到竖丝与第N环相切为止（N根据实验要求决定）。记录标尺读数。
3． 重复步骤2测得一组牛顿环半径值，利用逐差法处理得到的数据，得到牛顿环半径R和R的标准差 5.数据处理及结果:
6.实验小结
结论：所用牛顿环半径为1.605m,标准差为94.59mm。误差分析：主要来源于读数时产生的误差。
在仿真实验中，鼠标点击旋钮时，每次的转动幅度较大，叉丝无法准确地与条纹相切，所以记录数据不准确。
建议：对该仿真实验系统进行完善，使得调节旋钮能连续进行，更接近实际，使仿真实验更有实际意义。
7.思考题
1．牛顿环产生的干涉属于薄膜干涉，在牛顿环中薄膜在什么位置？
答：牛顿环的薄膜是介于牛顿环下表面（凸面）与下面的平面玻璃之间的一层空气薄膜。2．为什么牛顿环产生的干涉条纹是一组同心圆环？
答：干涉时薄膜等厚处光程差相等，产生的干涉现象也相同。而牛顿环的薄膜等厚处相连在空间上是一个圆形，其圆心在凸面与平面的接触点上，所以干涉条纹是一组同心圆。3．牛顿环产生的干涉条纹在什么位置上？相干的两束光线是哪两束？
答：条纹产生在凸面的表面上。相干的两束光线分别是入射光射到凸透镜的下表面时产生的反射光和被平面镜反射回来照射到凸透镜下表面的光。
4．在牛顿环实验中，如果直接用暗纹公式测平凸透镜凸面的曲率半径，有什么问题？ 答：直接用暗纹公式计算曲率半径需要确定某条纹对应的级数。而在实际情况下，由于玻璃的弹性形变及接触处不干净等因素，透镜和玻璃板之间不可能是一个理想的点接触。这样一来，干涉环的圆心就很难确定，而且在接触处，到底包含了几级条纹也难以知道，这样级数k也无法确定，所以该公式无法运用。
5．在使用读数显微镜时，怎样判断是否消除了视差？使用时最主要的注意事项是什么？ 答：从目镜观测时，前后左右调整眼与目镜的位置，若看到的叉丝与图像之间没有相对移动，则视察消除。使用时需避免损坏目镜，先让物镜靠近牛顿装置的上表面，然后用眼睛看着显微镜，同时由下向上调节筒身。
6．在光学中有一种利用牛顿环产生的原理来判断被测透镜凹凸的简单方法：用手轻压牛顿环装置中被测透镜的边缘，同时观察干涉条纹中心移动的方向，中心趋向加力点者为凸透镜，中心背离加力点者为凹透镜。请想一想，这是什么道理
【目的要求】
了解X线头颅侧位片的描图方法。熟悉常用标志点的定位，测量平面及其意义。
【实验内容】
l．示教x线头测量常用标志点定位，头影图描绘，常用平面。
2．学生练习描记一张x线头颅侧位片，完成头影图描绘、标志点、平面的确定。
【实验器材】
头颅侧位片、X观片灯、描图纸、3H硬质铅笔、橡皮、三角尺、量角器等。
【方法和步骤】
使用X线投影测量技术进行面部软硬组织结构进行研究。这种方法不但显示了面部的形态特征，还能揭示覆盖软组织与其深部牙，骨骼的相互关系。
一、手绘法描图头颅侧位片：
（一）描图示教
1.头颅侧位片的描图：在暗视野环境中，于观片灯上，用尖细的（笔尖细度小于0.5mm）
较硬质铅笔（3 H）在透明描图纸上绘制，侧位片的描绘应包括软硬组织侧貌、上、下颌轮廓、颅底轮廓（蝶鞍）、眼下缘、翼上颌裂、鼻底、腭顶、上下颌第一恒磨牙、中切牙等。
2.在头侧位片描图上定出常用的标志点
（1）颅部标志点：
鼻根点(N)：正中矢状平面上鼻额缝的最前点。
蝶鞍点(S)：蝶鞍影像的中心。
耳点(P)：外耳道之最上点。
颅底点(Ba)：正中矢状面上枕骨大孔前缘之中点。
Bolton点：枕骨髁突后切迹的最凹点。
（2）上颌标志点：
眶点(Or)：眶下缘最低点，通常取两侧眶点影像之中点。
前鼻棘点(ANS)：前鼻棘之尖。
后鼻棘点(PNS)：硬腭后部骨棘之尖。
翼上颌裂点(Ptm)：翼上颌裂轮廓之最下点。在x片上象一倒挂的泪珠。
上齿槽座点(A)：前鼻棘与上齿槽缘点间上齿槽突前部外形最凹点。
上齿槽缘点(SPr)：上中切牙间齿槽突的最前下点。
上中切牙点(UI)：上中切牙切端最前点。
（3）下颌标志点：
髁顶点(Co)：髁突的最上点。
关节点(Ar)：为下颌升支后缘与颅底外缘X线影像之交点。
下颌角点(Go)：位于下颌下缘与升支后缘交界处。常通过下颌平面和下颌支平面交角的角平分线与下颌角的交点来确定。
下齿槽座点(B)：下颌骨联合前面下齿槽座的最凹点。
下齿槽缘点(Id)：下齿槽突之最前上点。
下切牙点(L i)：下中切牙切端最前点。
颏前点(Po)：颏部的最前点。
颏下点(Me)：颏部之最下点。
颏顶点(Gn)：颏前点与颏下点之中点。
（4）软组织侧貌标志点：
额点（G）：额部最突点。
N′点：前颅底平面S-N与软组织侧貌轮廓的交点。
软组织鼻根点（Ns）鼻额缝表面所覆盖之软组织的最凹点。
鼻顶点（Prn）：鼻部软组织之最突点。
上唇突点（UL）：上唇之最突点。
下唇突点(LL)：下唇之最突点。
下唇凹点（B′）：颏唇沟之最凹点。代表下唇之基底部。
软组织颏前点（Pos）：颏部软组织的最前点。代表软组织颏部的位置。
软组织颏顶点（Gs）：蝶鞍点与颏顶点间连线（S-Gn）延长线与颏部组织外形轮廓之交点。
软组织颏下点（Mess）：软组织颏部最低点。
3.在头侧位片描图上定出常用的平面：
(1)基准平面：基准平面是在头影测量中作为相对稳定的平面。由此平面与各测量标志
点与其他测量平面构成角度、线距及线距比测量项目。目前最常用的基准平面为前颅底平面、眼耳平面和Bolton平面。
1）前颅底平面（SN）：即蝶鞍点与鼻根点N间之连线。位于头颅的正中矢状平面上，代表前颅底的前后范围。由于这一平面在生长发育过程中，无论是生长方向还是生长速度均具有相对的稳定性，因而常作为其他各结构对颅底关系的定位平面。
2）眼耳平面（FH）：这是人类学上的一个定位平面。由耳点P与眶点Or连线构成。
大部分个体在正常头位时，该平面与地面平行。
3）Bolton平面：由Bolton点与鼻根点N连线构成。多用作重叠影图的基准平面。
(2)测量平面
1)腭平面（ANS-PNS）：前后鼻棘点的连线。
2)颅底平面（Ba-N）：颅底点与鼻根之连线。该平面将头颅划分成颅部与颌面部两部
分。
3)牙合平面（OP）：牙合平面一般有两种确定方法。一种是第一恒磨牙的咬牙合中点与上下
中切牙切缘点间连线的中点的连线； 另一种能够使自然的或称功能的牙合平面，由均分后牙牙合接触点的连线构成，通常使用切牙的任何标志点。
4)下颌平面（MP）：下颌平面的确定方法有三种：
① 通过颏下缘下点与下颌角下缘相切的线条。
② 下颌下缘最低部的切线。
③ 下颌角点与颏顶点间的连线。（Go-Gn）。
5)下颌升支平面（RP）：下颌升支及髁突后缘的切线。若X片上髁突影像不清楚，也
可以关节点与下颌角后缘的切线代之。
6)面平面（NP）：由鼻根点N与颏前点，Po间连线构成。
7)NA平面：鼻根点N至上齿槽座点A连线。
8)上下齿槽座平面（AB）：上、下齿槽座间连线。
9)AP平面；上齿槽座点A与颏前点Po连线。
10)Y轴（Y axis）：蝶鞍点S与颏前点Gn之连线。
（3）软组织测量平面
1）审美平面（E plane）：鼻顶点Pm至软组织。
2）H平面：上唇突点UL至软组织颏前点Pos的连线。
【注意事项】
1．解剖标志定位要准确。
2．描绘图的点线必须细小精确。
【实验报告与评定】
评定学生头影测量描图的标志点、常用测量平面的正确性。
实验二X线头影测量项目
【目的要求】
了解X线头颅侧位片的描图方法。熟悉常用测量项目的组成及其意义。
【实验内容】
l．示教x线头测量常用测量项目。
2．学生练习描记一张x线头颅侧位片，完成头影图描绘、常用角度和线距的测量。
【实验器材】
头颅侧位片、X观片灯、描图纸、3H硬质铅笔、橡皮、三角尺、量角器等。
【方法和步骤】
使用X线投影测量技术进行面部软硬组织结构进行研究。这种方法不但显示了面部的形态特征，还能揭示覆盖软组织与其深部牙，骨骼的相互关系。
常用的测量项目：
1）上齿槽座角（SNA）
前颅底平面与鼻根点和上齿槽座点连线所形成的后下交角。
2）下齿槽座角（SNB）
前颅底平面与鼻根点和下齿槽座点连线所形成的后下交角。
3）上、下齿槽座角(ANB)
为SNA和SNB角之差。
4）面角（Facia1 ang1e）
面平面与FH平面相交的后下交角。(FH－NPog)
5）下颌平面角(MP—FH)
下颌平面与FH平面的交角。
6）上中切牙一前颅底平面角(UI—SN)
上中切牙长轴与前颅底平面的后下交角。
7）下中切牙一下颌平面角(LI—MP)
下中切牙长轴与下颌平面的后上交角。
8）上、下中切牙角(UI—LI)
上、下中切牙长轴的交角。
9）上面高(N—ANS)
以FH为参照，N点和ANS点两点间的垂直距离。0）下面高：
以FH为参照，ANS点和Me点两点间的垂直距离。
【注意事项】
1．解剖标志定位要准确。
2．描绘图的点线必须细小精确。
【实验报告与评定】
评定学生头影测量描图的常用项目的正确性。
实验三常用X线头影测量分析法
【目的要求】
了解X线头颅侧位片的描图方法。熟悉常用测量项目的组成及其意义。
【实验内容】
l．示教x线头测量常用测量分析法。
2．学生练习描记一张x线头颅侧位片，完成头影图描绘、常用分析法分析。
【实验器材】
头颅侧位片、X观片灯、描图纸、3H硬质铅笔、橡皮、三角尺、量角器等。
【方法和步骤】
使用X线投影测量技术进行面部软硬组织结构进行研究。这种方法不但显示了面部的形态特征，还能揭示覆盖软组织与其深部牙，骨骼的相互关系。
1.Downs分析法
2.Tweed分析法
3.Wits分析法
4.北京大学口腔正畸科临床综合分析法
【注意事项】
1．解剖标志定位要准确。
2．各分析法对定点的特殊要求。
【实验报告与评定】
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