声速测定实验是大学物理实验中的一个基础实验,在高校中广泛开设。在声速测定实验中,我们用压电陶瓷(超声探头)来实现电信号到超声波的转换。正常情况下,我们将一个40kHz的正弦信号加载到超声探头上。但是,课堂上,一个学生偶然将一个40kHz的方波直接连接到探头上,却发现本来规则的方波发生了畸变,如图1所示。
改变方波的频率,我们可以看到更多的波形畸变,典型的情况如图2所示。
经过理论分析验证,我们认为方波缺失了某个高次谐波,导致了波形的畸变。缺失了某个高次谐波的方波与实验波形的对比图如图3所示。