在现代科学与工程技术中，声波的传播特性一直是研究的重要内容之一。其中，声速的测量不仅具有理论意义，也在实际应用中发挥着重要作用。本次实验旨在通过超声波的传播特性，测定其在空气中的传播速度，从而加深对波动理论的理解，并掌握相关的实验方法与数据处理技巧。

实验的基本原理基于声波在介质中的传播规律。当超声波在空气中传播时，其传播速度与介质的温度、密度以及弹性性质密切相关。根据波动方程，声速 $ v $ 可表示为：

$$

v = \sqrt{\frac{B}{\rho}}

$$

其中，$ B $ 为介质的体积弹性模量，$ \rho $ 为介质的密度。对于空气而言，声速还与温度有关，可近似表示为：

$$

v = 331 + 0.6T

$$

其中，$ T $ 是环境温度（单位：℃）。因此，通过测量超声波在特定距离内的传播时间，可以计算出其声速。

本实验采用的是相位比较法或驻波法进行测量。以驻波法为例，实验装置主要包括信号发生器、超声换能器、示波器及测距装置。首先，通过信号发生器产生一定频率的超声波，由发射换能器发出，经空气传播后被接收换能器接收。调整接收换能器的位置，使得接收到的信号形成稳定的驻波，此时两换能器之间的距离即为半波长的整数倍。通过测量多个相邻驻波点之间的距离，即可计算出波长 $ \lambda $，再结合已知频率 $ f $，利用公式 $ v = f \lambda $ 得到声速。

在实验过程中，需要注意以下几点：

1. 环境温度的控制：由于声速受温度影响较大，实验应在较为恒定的环境中进行，必要时可使用温度计记录实时温度。

2. 仪器的校准：确保信号发生器输出频率稳定，示波器显示清晰，测距装置准确无误。

3. 多次测量取平均值：为提高实验精度，应进行多次测量并取平均值，减少偶然误差的影响。

4. 数据记录与分析：详细记录每次实验的数据，包括频率、波长、温度等，并进行合理的误差分析。

通过本次实验，学生不仅能够掌握超声波声速的测量方法，还能加深对波动理论的理解，提升实验操作能力与数据分析水平。同时，该实验也为后续学习声学、振动等相关课程打下坚实的基础。

总之，超声声速的测定是一项基础而重要的物理实验，它不仅是理论知识的实际应用，也是培养学生科学思维和实践能力的有效途径。