声速的测量实验报告范文

2023-05-05

声速的测量实验报告范文第1篇

数字摄影测量是基于测量的基本原理,通过对所获取的数字/数字化影像进行处理自动(半自动)提取被摄对象用数字方式表达的几何与物理信息,从而获得各种形式的数字产品和目视化产品,摄影测量实习报告。数字摄影测量实习实在学完《数字摄影测量学》课程之后,进行数字摄影测量操作基本技能强化的一个重要实践环节。

二、实验目的和要求:

1、了解数字摄影测量生产流程

2、掌握立体像对定向建模型过程

3、掌握数字摄影测量测图方法

三、实验内容

使用JX4G全数字摄影测量软件,按照相应的规范和规程,进行地理信息数据采集,完成全数字测图实习。利用JX4G数字化成图软件测绘地形图,具体内容包括:像对内定向、像对相对定向、像点坐标测量、匹配生成核线、数字地面模型(DEM)、编辑修改等高线、地形图测图。

四、实验步骤

1、建模1—1 新建工程

启动Geoway软件,点击“文件”→“新建工程”,在弹出的对话框中新建名为2196的工程,并指定新建工程的存储路径在D盘的名为0933的文件夹中。创建工程目录

a)点击“工程管理”菜单,弹出其下拉菜单;

b)选择“创建工程目录”项,出现输入对话框如图22:

图22 航片创建工程

c)在输入对话框中,输入新建的工程目录名称2196;然后点击“浏览”,选择所建立的目录的保存路径;

d)点击“确定”,完成建立工程目录,则在所建立的工程目录下生成21*.ini文件——该文件记录有关工程目录的配置信息,实习报告《摄影测量实习报告》。选择工程目录

a)单击“工程管理”菜单,弹出其下拉菜单;

b)选择“选择工程目录”项,出现选择路径窗口如图23:

图23 航片选择工程

c)在选择路径窗口中,选择所需的目录文件夹;

d)点击“确定”,完成工程目录选择。输入相机信息

输入相机信息时,点击“工程管理”→“输入文件”→“输入相机文件”,弹出相机信息输入窗口如图24:

图24 航片相机信息输入

相机信息要依据相机自身的有关报告输入。

在“焦距”栏输入相机焦距,单位为毫米。

鼠标左键双击列表框内部,在激活的文本条内输入框标坐标x和y值。

根据校正记录读取的变形值,设置透镜变形参数,用与框标相同的方法输入。

相机列表栏中,点击“新建”按钮创建新的相机文件;

点击“确认”按钮则在该相机文件中保存了当前对话框中的全部信息。输入控制点信息

在“工程管理”菜单的“输入文件”子菜单项中

点击选择“输入文件”→“输入控制点文件”,弹出控制点输入窗口如图26:

图26 航片控制点输入

在该窗口中输入控制点坐标:点号XYZ。设置影像路径

设置航空影像立体模型建立所需的影像信息,点击“输入文件”→“设置影像路径”,设置航空影像放置目录。操作如下所述。

对于各单模型建立作业时,在创建像对之前需要设置影像放置目录。在工程目录下,要求用来建立像对的影像文件必须放在同一个目录下;然后,通过如下步骤进行影像目录设置:

a)选择“输入文件”→“设置影像路径”,弹出设置路径窗口,如图28:

图28 航片设置影像路径

b)在该窗口中,只能通过单击“浏览”,在弹出的选择路径窗口选择影像放置路径;

c)点击“确定”,完成影像目录设置,系统会记录该信息到当前操作的工程目录的ini文件中。建立像对

在“工程管理”菜单子项中,创建新像对。单击选择菜单“像对”→“建立新像对”,弹出输入像对信息对话框如图29:

图29 输入像对对话框

声速的测量实验报告范文第2篇

学院:测绘地理信息学院 班级:11-2 学号: 3111808283 姓名: 曾丹丹

一、 实验名称:全站仪坐标放样

二、 实验目的

1.掌握全站仪定向及坐标放样的方法 2.上交实验报告,全站仪坐标放样

三、 实验仪器

每小组实验设备为全站仪1台,反光镜(包括基座和三脚架)1副,一枚小铁钉。

四、 实验内容 1.坐标数据采集 2.后视点坐标检校 3.坐标点放样 4.检校各放样点坐标

五、 实验步骤

1、仪器调水平同经纬仪(忽略),开机后目镜转360度使垂直过“0”。

2、按MENU菜单进入模式

3、按F2:测量程序。

4、按S•O、

5、按F3坐标放样,选择一个文件(按F4跳过)。

6、按F1输入测站点,按F4(坐标提示)依次输入:N(X)、E(Y)、Z(忽略),全部输完按ENT(回车)。

7、按F2后依次输入后视点:按F4(坐标)后桌面显示:输入N(X)、E(Y)坐标值后照准棱镜后(仪器中发出声响)然后按F3(是)确定后进入坐标放样模式 。

8、按F3放样点:显示放样点名按F3(坐标)桌面显示:N(X)、E(Y)、Z(忽略)依次输入N、E的坐标值,按ENT(回车)。

9、照准棱镜,按F4继续,当d HR(显示数值归零后)表明放样方向正确。

10、按F2(距离)键 HD:实测的水平距离dHD:对准放样点尚差的水平距离。

11、按F1进行精测。d HR、dHD、dZ均为0时,则放样点的测设已经完成。

12、按F4继续下一个点的放样

六、 实验总结

声速的测量实验报告范文第3篇

本实验经过改进, 在PASCO平台上开展, 利用了PASCO平台先进的数据采集和处理系统, 可以实时观察实验现象, 对实验现象进行分析, 解决了记录数据的麻烦;同时使实验结果更加精确, 并且让学生对实验有了更直观的理解。

1 PASCO工作原理

PASCO科学工作室是美国PASCO公司研制的应用计算机对物理量进行实时测量、数据采集及处理的系统工具。PASCO实验系统主要由datastudio软件、科学工作室接口及传感器组成。它的工作原理为:待测物理量的信息通过传感器转换成模拟电压信号或者数字信号输入到科学工作室接口, 再经过接口把信号转换为数字信号后输到计算机里面, 利用datastudio软件进行数据的实时记录、处理, 并显示处理结果。在PASCO平台上, 除了可以对采集到的数据进行处理, 同时还可以对测量过程进行全程监控。

2 实验仪器

半导体激光器、声光衍射仪、科学工作室500型接口及datastudio软件、旋转移动传感器、光传感器、光具座、液槽、换能器、计算机所周知, 声波最显著的特征是它的波动性, 它在盛有液体的玻璃槽中传播时, 液体将被周期性压缩、膨胀, 形成疏密波。声波在传播方向被垂直端面反射, 它又会反向传播。在当玻璃槽的宽度恰当时, 入射波和反射波会叠加形成稳定的驻波, 由于驻波的振幅是单一行波振幅的2倍, 因而驻波加剧了液体的疏密变化程度, 如图2所示。

描述声波有三个特征量:波长λ, 声速V, 频率ν。他们之间满足关系V=λ×ν。一般我们事先知道声波频率ν, 因此求声速实际上是求波长λ。对于疏密波, 波长λ等于相邻两密部的距离。布里渊认为, 一个受超声波扰动的液体很像一个左右摆动的平面光栅, 它的密部就相当于平面光栅上的刻痕, 不易透光;疏部就相当于平面光栅上相邻两刻痕之间的透光部分, 它就是一个液体光栅, 或称超声光栅, 超声波波长λs正是光栅常数d (d=a+b) 。从图3可知, 平面光栅的左右摆动并不影响衍射条纹的位置, 因为各级衍射条纹完全由光栅方程描述, 而不是由光栅位置确定。因此当平行光沿着垂直于超声波传播方向通过受超声波扰动的液体时, 必将发生衍射, 并且可以通过测量衍射条纹的位置来确定超声波波长sλ, 即:

式中k为衍射条纹级数, ϕ为第k级条纹的衍射角, λ为入射平行光波长, sλ为超声波波长。若入射光的波长已知, 则依 (1) 式只要测出sinϕk, 就可以计算出超声波长λs。衍射角的测量可以通过测量第k级明纹到第-k级明纹之间的距离kD以及测得超声光栅到观察屏之间的距离L来确定。当满足L?Dk时, 有

那么, 根据 (1) 式有

所以, 超声波在该液体中的传播速度V为

3 实验内容

3.1 观察声光衍射现象

打开半导体激光器和声光衍射仪电源, 调节换能器的发射平面和反射面平面大致平行 (观察衍射图样清晰度) 。调节入射光垂直于超声光栅, 调节声光衍射仪的频率使衍射图样稳定。

将旋转移动传感器接到数字通道上, 将光传感器接到模拟通道上, 打开PASCO科学工作室接口电源。

打开datastudio软件, 创建新的实验。点击数字通道, 选择转动传感器, 设置位置变量, 设置合适的取样频率。点击模拟通道选择光传感器, 设置光强变量。

用图表显示进行观察, 设置y轴为光强变量, x轴为位置变量。移动“旋转移动传感器”并记录下光强随位置变化分布曲线。

反复调节超声波频率f及入射光角度, 重复上一步, 直到采集到较满意的图样 (光强分布两边对称) 为止。

3.2 测量超声波在水中的传播速度

根据公式V= (k=, 0, 1, 23...) , 频率f可以从声光衍射仪上读出, 光栅到观察屏之间的距离L由光具座上的米尺读出, kD用datastudio软件中x坐标读出, 入射光λ为已知650.0nm。

4 实验结果

实验测的数据及处理如下。

超声波在水中的传播速度为:

5 结语

本实验通过传统实验与现代先进数据采集系统相结合, 具有以下几个优点:用激光代替平行光更加科学合理, 并且可以更加直观的观察到光的衍射现象;实验精度高、数据准确、误差小;可进行动态、实时、连续的数据采集, 对整个实验过程全程监控;改进了数据采集方法, 但仍然保留经典的实验项目、内容与思想。

摘要:介绍如何在PASCO平台下, 利用声光衍射法测定液体中的声速, 充分体现了PASCO科学工作室在实验数据采集和处理方面的优点。

关键词:PASCO,旋转移动传感器,光传感器,声光衍射,datastudio软件

参考文献

[1] 集美大学诚毅学院实验管理中心.大学物理实验[M].厦门:厦门大学出版社, 2008.

[2] 陈金太.大学物理实验[M].厦门:厦门大学出版社, 2005.

声速的测量实验报告范文第4篇

实验编号:

7

实验内容:

竖直角与 视距 三角高程测量

选课班级:

:____________________________ 组 组

别:No._________________________ 组长:___________ 学号:______________ 组员:___________ 学号:______________

___________

______________

___________

______________

___________

______________

___________

______________

报告日期:________ 年_________ 月________ 日

深圳大学土木工程学院

教师评语:

成绩 评定 :

评阅人签名:

评阅时间 :

《工程测量》实验任务书 实验七:竖直角与视距三角高程测量

一、目的与要求

1.了解经纬仪竖盘部分的构造。掌握确定竖直角计算公式的方法; 2.掌握三角高程观测的原理、步骤、记录和计算方法; 3.掌握用视距法测量视距及视距三角高程测量的方法; 4.同一测回,盘左/右竖盘指标差 x 互差 ≤ ±25″,盘左/右三角高差互差 ≤ ±2cm。

二、计划与设备

(1)实验学时:2 学时 (2)主要设备:

5″级电子经纬仪

1 台

三角架

1 副

尺(3m)

1 把

钢卷尺(3m,±1mm)

1 把

记录板

1 块

三、方法与步骤

1.在建筑物墙上固定一把水准尺,水准尺的零端设为 B 点;距离水准尺约 20~30m 地面处选择一点作为 A 点(用十字记号标示); 2.在指定点 A 安置好经纬仪,使用钢卷尺量取仪器高 i,转动望远镜,观察竖盘初始读数及竖盘注记方式,并以此推算出竖直角的计算公式; 3.盘左瞄准目标 B 上的水准标尺,用十字丝中丝精确瞄准标尺上某特定刻度值v(本实验 v 分别设定为 0.6m、0.8m、1.2m、1.6m、2.0m、2.4m,每个高度观测应轮流组员操作仪器),中丝瞄准特定值后分别读出此时上、下丝的读数 l 1 、l 2 ;分别记录并计算出视距间隔 l = l 2 - l 1 (l > 0);同时读取竖盘读数,记录并计算出盘左竖直角 α L ; 4.转换成盘右瞄准目标 B,按照上述第 3 点操作步骤依次重复进行,并将相关数据记录在工作手簿中; 5.计算竖盘指标差  12x    R L,及计算竖角平均值  12 L R     ; 6.计算视距和三角高程法计算 A、B 两点间的高差 h AB 。

四、实验报告要求

1.每组同学共同完成实验报告中的实验项目,观测、记录、计算等环节应轮换进行。在此基础上,每位同学还须独立完成实验报告“基础知识”的内容;

2.实验报告的填写要求字迹工整、清晰,不宜涂改。

万一 发生书写错误,请用双实线段将错误之处划去,并在其边上将正确的文字或者数字补上; 3.组长将本组实验报告及组员的“基础知识”收齐后装订成册,统一上交给指导老师。

五、注意事项 1.在操作之前,组长应召集组员认真学习并理解任务书的要求和实验内容,并制定具体实验计划; 2.以组为单位领取实验仪器,各组应清点数量、检查仪器(外观和部件)是否有损坏之处; 一旦签字领取后,借出的仪器将被视为外观及性能均完好; ; 3.归还仪器时,应按照领取时的状况归还实验室。如发现仪器损坏、丢失,将会追究相关责任,并可能承担支付相关维修费用或赔偿损失的经济责任; 4.三脚架应确保安置稳妥后,才能安置仪器并牢固连接于脚架的承台,防止仪器摔落; 5.调节各种螺旋应注意力度, 仪器操作时切勿用力过猛,脚螺旋、水平微动

螺旋等均有一定的调节范围,使用时不应超出可调节的范围; 6.选择好测站和待测点的位置,尽量避开人流和车辆的干扰; 7.读数前、后均应检查管水准器气泡是否居中,若不居中则必须重新调整仪器水平后再检测测量工作; 8.水平角观测时,同一个测回内,照准部水准管偏移不得超过一格。否则,需要重新整平仪器进行本测回的观测; 9.对中、整平仪器后,进行同一测回观测,期间不得再整平仪器。某测回观测完毕后,可以重新整平仪器,再进行第二测回观测; 10.如果竖盘读数窗口没有显示读数,即表示竖盘倾斜程度太大,超出补偿范围,竖直角无法观测、显示。此时,需重新整平、对中仪器,再进行本测回的观测工作; 11.实习区域:土木工程学院院馆附近区域。

六、实验项目

实验七 竖直角与视距三角高程测量

仪器型号:

仪器编号:

测区位置:

天气情况:_____

日期:

测量时间:自

测至

:____

一、竖直 角计算公式推导

(1)视准轴水平时,盘左起始读数为_________,盘右起始读数为__________; (2)竖盘注记形式为__________,即望远镜物镜端抬高时,竖盘读数递_____; (3)竖直角计算公式:盘左 α L =______________,盘右 α R =______________; 竖盘指标差  12x    R L= _____________________; 竖直角平均值  12 L R     =___________________。

二、竖直角与视距三角高程 (差)

测量

仪器高度:i = _______ mm 标尺高度:v = 中丝读数(分别等于 0.6m、0.8m、1.2m、1.6m、2.0m、2.4m)

测站 目标 B 水准尺 中丝 读数 竖盘 位置 竖盘读数

°

″ 半测回 竖直角 °

″ 指标差

x

一测回 竖直角 °

″ 上丝读数l 1

(m) 平均 视距 (m) 三角 高差 (m) 主测人签名 下丝读数l 2

(m) A 0.6m 左

0.8m 左

1.2m 左

1.6m 左

2.0m 左

2.4m 左

授课班级:

________

组别:第 ____ ____ __ 组

姓名:

学号:

___ ___________

基础知识 7 竖直角与视距三角高程测量 1.填空题:

a) 已知某经纬仪竖盘指标差为-2′12″,该仪器盘左观测 A 方向的竖盘读数为 86°28′12″,则此竖盘的正确读数应该为____________。

b) 已知某经纬仪盘左视线水平时竖盘读数为 90°,将望远镜物镜端抬高时,竖盘读数递减。现用它盘左观测 B 方向线的竖盘读数为 89°18′36〞,已知 B 方向线的竖直角理论值 α

= 0°40′18″,则此经纬仪的竖盘指标差 x = ___________。

2.判断题:

a) (

)当视线水平时,竖盘读数指标线所指的读数不为初始读数,其偏差值称为竖盘指标差。

b) (

)水平角观测瞄准目标是利用十字丝的纵丝;竖直角观测瞄准目标是利用十字丝的横丝。

3.已知某 DJD2 C 经纬仪盘左初始读数为 90 o ,望远镜物镜端拾高时,竖盘读数在减少。现将它安置在测站点 O 上.观测 A 点的竖直角。盘左测得竖盘读数为 90 o 53′24〞,盘右测得竖盘读数为 269 o 11′48〞,请将观测数据记入下表并进行相关计算。

测站 目标 竖盘位置 竖盘读数 °

″ 半测回竖直角 °

″ 平均竖直角 °

″ 指标差 ′

″ 竖盘正确读数 °

声速的测量实验报告范文第5篇

苏科版初中物理教材《密度知识的应用》一节安排了学生实验——测量物质的密度,要求选择一个固体,测量其密度。要求“学会测量液体或一些形状不规则的固体的密度”、“尝试用密度知识解决简单的问题,能解释生活中一些与密度有关的物理现象”。本课不仅能培养学生的技能,锻炼学生的思维,还能培养学生应用物理知识解决问题的能力,体现了新课标“从生活走向物理,从物理走向社会”的理念。 2“测量固体的密度”实验设计

在社会生活和现代科学技术中,利用密度知识来鉴别物质、间接测量物体的质量或体积等,有一定的现实意义。常见的测量固体密度的方法如下(以测量小石块的密度为例)。 2.1实验步骤

(1)调节天平平衡,用天平测出小石块的质量m。 (2)在量筒中倒入适量的水,测出水的体积V1。

(3)用细线系好小石块,放入盛有水的量筒中,测出总体积V2。 (4)小石块的体积为V2-V1。

2.2实验数据记录及处理

收集其中一组学生的实验数据,见表1。

学生根据每次算出的小石块的密度,求出小石块的平均密度:

这是初中物理计算物理量时常用的计算方法,多次测量取平均值以减小测量误差。 3“测量固体的密度”实验误差分析

由于测量仪器、测量方法、测量条件和测量人员水平以及种种因素的局限,误差总是存在,不可避免。在物理教学中,经常采用第一种方法来测量固体的密度,对第一种实验方案误差分析如下。

3.1小石块的质量误差分析

该实验在测量小石块的质量时采用的是秤量为200 g、感量为0.2 g的JPT-2型架盘天平。根据实验方案,小石块的质量能比较准确地被测出,但实验数据还是有所偏差,可能是读数时存在误差或天平本身存在系统误差。小石块的质量误差计算如下:

用贝塞尔公式计算任意一次质量测量值的标准差为:

用格罗布斯判据剔除坏数据,查表得G6=1.82,G6S=0.14 质量不确定度的A类分量为ΔA=S(m)=0.077 g 托盘天平的仪器最大允差Δ仪=0.001 g

质量的测量结果:m=(11.7±0.08) g 通过计算可知,小石块质量的测量误差为0.001 7,其中该误差因素本身的误差为0.08,相应的误差传递系数为0.22。 误差分析如下:

(1)由于天平的制造、调整和实验时的环境、温度等原因,一般天平的两臂总是不严格相等。因此,当天平平衡时,砝码的质量和游码所示质量之和并不完全等于物体的质量。为消除这种误差,可以利用杠杆原理进行检测,求出天平臂长之比,从而做出更精确的测量。

(2)砝码的误差。由于使用时间长,砝码可能在操作过程中有磨损、生锈等各种现象发生,对测量结果也会有一定的影响。另外,托盘天平的灵敏度较低,也是一部分影响原因。 3.2小石块的体积误差分析

在测量小石块的体积时,采用了间接测量的方法。为使测量结果更加准确,改变了水的量,但从实验数据看出,小石块的体积每次测量的结果也有一定的误差。而测量的体积不仅包括小石块的体积,细线也占了一定的体积,所以测得的体积偏大。对小石块体积的计算及其误差分析如下:

用格罗布斯判据剔除坏数据,查表得G6=1.82,G6S=0.14 体积不确定度的A类分量为ΔA=S(V)=0.077 cm3

体积的测量结果:V=(4.6±0.3) cm3 通过计算可知:小石块体积的测量误差为0.16,因素本身的误差为0.3,相应的误差传递系数为0.54。 误差分析:

(1)在测量小石块的体积时,由于细线也占有一定的体积,导致测出的小石块的体积存在误差。为减少这部分误差,细线越细越好,浸入液体中的细线越少越好,而且细线的吸水性也要进行考虑。

(2)小石块本身可能吸附了一些杂质,对其体积的测量也有一定的影响。 3.3小石块的密度的计算

根据测量结果,小石块密度的置信区间为(2.3,2.7),相对不确定度为8%。据分析,体积误差因素对实验结果总误差的贡献较大。 4实验改进

在实验过程中,要减小实验误差,可以用更加精确的测量仪器,如用电子天平来测量小石块的质量,也可以采用多种方法进行实验,如可以用测力计或力传感器测量小石块的重力,从而算出小石块的质量。还可以利用杠杆的平衡条件测量小石块的重力。

根据计算,小石块的体积误差对实验结果的影响较大,所以在实验时要尽量减小小石块体积的误差,如用较细的细绳系住小石块、选用比较干净的小石块进行实验,减少杂质对实验结果的影响等。

除了以上方法测量小石块的密度,还可以利用阿基米德原理来测量小石块的密度,实验步骤如下。

(1)用细绳系住小石块,挂在弹簧测力计上,静止时测出小石块的重力G。

(2)在烧杯中倒入适量的水,将小石块慢慢浸没在水中,静止时读出弹簧测力计的示数F。

5结束语

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