文档介绍：大学物理实验报告
姓名
LC
实验班号
F-1
实验号
F-117
实验三十超声光栅测声速实验
实验目的:1:了解超声光兰产生的原理。
2:了解生波如何对光信号进行调解
3::通过对液体(非电解质)中声速的测定,加深对其概念理解。
实验原理及仪器介绍:
1、画出实验装置图,并写出各部分各称。
1-单色光源;2-分光计狭缝;3-分光计平行管;4-分光计载物台;5-接线柱;6-液体槽及超声片;7-分光计望远镜;8,9-测微目镜
2、简述超声光栅形成的原理。
光波在传播时被超声波衍射的现象,称为超生致光效应亦称声光效应)。
超声波作为一种纵波在液体中传播时,超声波的声压使液体分子产生周期性变化,促使液体的折射率也相应的作周期性变化,形成疏密波。此时如有平行单色光沿垂直超声波方向通过这疏密相间的液体时,就会被衍射,这一作用,类似于光栅,所以叫超声光栅。
超声波传播时,如前进波被一个平面反射,会反向传播。在一定条件下前进波与反射波可以形成驻波。由于驻波小振幅可以达到单一行波的两倍,加剧了波源和和反射面之间的的疏密程度,某时刻,驻波的任一波节两边的质点都涌向这一点,使该节点附近形成密集区,而相邻波节处为质点稀疏处;
半个周期后,这个节点附近的质点向两边散开形成稀疏区,而相邻波节处变为密集区。在这些驻波中,稀疏区使液体的折射率减小,而压缩作用使液体折射率增加,在距离等于波长A的两点,液体的密度相同,折射率也相等,单色平行光沿着垂直于超声波传播方向上通过上述液体时,因折射率的周期变化使光波的波阵面产生了相应的位相差,经透镜聚焦出现衍射条纹。这种现象与平行光通过透射光栅的情形相似。因为超声波的波长很短,只要盛装液体的液体槽的宽度能够维持平面波,槽中的液体就相当于一个衍射光栅。
3、推导超导波在液体中的传播速度公式。
Asinфk=kλ Asinфk=Lk/f v=A=λf/*l
K为衍射次级;фk为0级与k级间夹角
数据表格:
用逐差法计算各色广衍射条纹平均间距及标准差:单位:(mm)
衍射条纹平均间距
声速
平均声速V
黄
绿
蓝
教师签字:
月日