以下是三种测量声速的方法:
1. 立体钟摆法:将一个金属球挂在长度为30cm左右的细金属丝上,使其悬挂在水面上。在金属球上顶部,用镊子挑起一个小孔,然后将一滴甘油滴入孔中。然后拉动球让金属球在水中振动形成立体波形,当甘油滴开始振动时,使用计时器计时,异象时间除以水深,即可得到水中的声速值。
2. 方差法:在水箱底部中心固定一个音叉,并放上一个圆柱形壳体,壳体内加入自来水,开启音叉并记录第一个共振频率f1,在累水前填平壳体上表面的水面,累水后再记录第二个共振频率f2,可根据公式来计算声速。
3. 间接法:通过反射、折射等光的条理研究来计算水中的光速,从而提出一种间接法求声速。此种方法可利用He-Ne光的波长λ、折射率n光速c光程L与总时差t等量,来计算水中的声速。
这些方法通常用于实验室研究。其中,立体钟摆法对设备要求较高,需要谨慎操作,而方差法则技术上的要求相对较低,但需要用到精密的仪器。最后,间接法则用到了光学原理,需要更高的技术水平。