Question

有一种示波器可以同时显示两列波形．对于这两列波，显示屏上横向每格代表的时间间隔相同．利用此示波器可以测量液体中的声速，实验装置的一部分如图1所示：管内盛满液体，音频信号发生器所产生的脉冲信号由置于液体内的发射器发出，被接收器所接收．图2为示波器的显示屏．屏上所显示的上、下两列波形分别为发射信号与接收信号．若已知发射的脉冲信号频率为f=2000Hz，发射器与接收器的距离为s=1.30m，求管内液体中的声速．（已知所测声速应在1300～1600m/s之间，结果保留两位有效数字．）

Answer

假设脉冲信号的周期为T，分析信号在液体中从发射器传播到接受器所用的时间的表达式，由液体中的声速公式v=，结合声速范围在1300～1600m/s之间，求解液体中的声速．
【解析】
设脉冲信号的周期为T，从显示的波形可以看出，图2中横向每一分度（即两条长竖线间的距离）所表示的时间间隔为  
△t=其中T=
对比图2中上、下两列波形，可知信号在液体中从发射器传播到接受器所用的时间为
    t=△t（2n+1.6）其中n=0，1，2…，
液体中的声速为v=
联立上式，代入已知条件并考虑到所测声速应在1300～1600m/s之间，得
    v=1.4×103m/s
答：管内液体中的声速是1.4×103m/s．