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利用立体声声卡测量声速
3 实验过程
3.1 测量空气中的声速
（1）首先将2个驻极体麦克风插入已经焊接好的电路中，打开声音分析软件Cool edit pro,再将线性输入插头插入电脑的MIC插孔，注意最好用台式电脑。为了插入线性输入插头方便，将桌面上的麦克风输入选项设置为前输入。
（2）选择一个比较安静、空旷的地方，用两个凳子分别用胶带固定两个麦克风或者将两个麦克风固定在一个长木板上，最好保证两个麦克风的话筒竖直向上。
（3）把两个麦克风固定在一条直线上，使两个麦克风之间有一定的距离。 （4）把闹钟和两个麦克风放在一条直线上，距离第一个麦克风20cm左右。 注意：在这里选用闹钟或者是其他能发出清脆响声的物体均可，我选择的方法是敲铁盒，击掌的方法误差较大，因为不能保证声源位置的稳定。因为声音音调高，频率高，便于找到相同峰值，使实验准确。
（5）打开声音分析软件Cool edit pro的单轨编辑界面调试下麦克风音量，建议最大。
（6）保持室内的安静，在打开闹钟开关或者敲铁盒的同时，打开声音分析软件开始录音，你会很明显的看到两个波形出现在两个独立的声道栏里，敲击多次，选择一组相对较好的波形，停止发声并关闭录音，连续放大观察波形直到可以清晰的读出时间，见图1、图2、图3、图4。开始时分辨率会很低，选中首次的波峰位置开始放大时间轴线直到可以很明显的读出时间，记录实验数据。
（7）改变两个麦克风之间的距离，重复（3）（6）过程。
3.2 测量固体中的声速
（1）同3.1中的（1）步。
（2）选择一个比较安静、空旷的地方，用两个凳子分别用胶带固定两个麦克风或者将两个麦克风固定在一个长木板上，最好保证两个麦克风的话筒紧贴在木板上，将声源固定在木板一端。
（3）把两个麦克风及声源固定在一条直线上，使两个麦克风之间有一定的距离。
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（4）打开声音分析软件Cool edit pro的单轨编辑界面调试下麦克风音量，建议最大。
（5）开始录音并观察波形，记录实验数据。
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4 实验数据处理及结论
4.1 空气中的数据处理及结论
计算机软件就能把记录的信号反映在计算机显示器上，从而测算出延迟时间，再由公式测出声速：Vs?d?t，其中△t是延迟时间:：?t?t2?t1
在本次实验中，采样率为44100Hz。时间可由软件Cool edit pro直接读出。时间间隔为?t=2.94888-2.94861=0.00027再由公式
Vs=d?t=0.092/0.00027,近似等于340.7。以此类推可得测量声速实验数据如表4-1、4-2：
始/(s) 2.94861 2.84262 1.75994 4.55015 10.57672 18.26601 5.60232 12.16131 末/(s) 2.94888 2.84311 1.76069 4.55119 10.57806 18.26768 5.60425 12.16362 △t/（s） 0.00027 0.00049 0.00075 0.00104 0.00134 0.00167 0.00193 0.00231 d/(cm) 9.2 16.6 25.5 35.5 45.5 56.5 65.5 78.8 V(ms) 次数 1 2 3 4 5 6 7 8 340.7 338.8 340.0 341.3 339.6 338.3 339.4 341.1 4-1 空气中声速的测量
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0.0025时间差(s)次数 1 2 3 4 0.0020.00150.0010.000509.216.625.535.545.556.565.578.8距离（cm） 4-2 空气中声速的折线图 速度的平均值为339.9m/s。这套设备还可以做有关于测时间延迟的很多实验。也可以用它来做一些放大声音的设备，用来对一些低频信号进行放大。更可以改变成单声道输入直接进行录音功能。许多力学实验能够被他们产生的声音来记时，例如踢足球的实验【9】。 在这种情况下直接录音可提供精确的时间间隔的测量，而且方便简单。 4.2 固体中的数据处理及结论 固体中（木板）实验数据的处理所用的公式与空气中的数据处理是一样的，只不过采样率变为22050 Hz,处理后的数据如表4-3: 始/（s） 4.55015 1.75994 5.60232 2.84262 末/（s） 4.55059 1.76037 5.60318 2.84353 △t（s） 0.00044 0.00043 0.00086 0.00091 d/(cm) 45 45 95 95 V(ms) 1022.73 1046.51 1104.65 1043.96 表4-3 固体中声速的测量 速度的平均值为1054.46m/s。 第13页 共17页