超声波光栅测声速实验报告.docx

文档介绍：超声波光栅测声速实验报告
超声波光栅测声速实验报告
　　实验名称： 超声光栅测声速实验
　　实验目的：
　　。
　　
　　(非电解质)中声速的测定 ，加深对

超声波光栅测声速实验报告
超声波光栅测声速实验报告
　　实验名称： 超声光栅测声速实验
　　实验目的：
　　。
　　
　　(非电解质)中声速的测定 ，加深对其概念理解。
　　实验仪器： WSG-l型超声光栏声速仪
　　实验原理
　　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;


　　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。
　　当平行光通过超声光栅时，光线衍射的主极大位置由光栅方程决定。
　　(k=0，1，2，)实际上由于 角很小，可以认为：
　　(2)其中 为衍射零级光谱线至第k级光谱线的距离，f为L2透镜的焦距，所以超声波的波长
　　(3)超声波在液体中的传播速度：
　　(4)式中 为信号源的振动频率。
　　实验步骤：
　　(即无限远)聚焦，成像在分划板上。
　　(1)先目测，调节载物台，望远镜筒，平行光管都初步达到共轴、水平状态，为进一步细调打下基础。
　　(2)将平面镜放在载物台上，并与望远镜光轴目测垂直，点亮分光计的小灯，转动目镜，先看清晰分划板上的叉丝，再伸缩目镜筒，使十字窗的像十分清晰，并且用视差法检查(上下左右移动眼睛，像与十字叉丝无相对位移)，使十字窗及其反射像与分划板叉丝无视差。由自准直原理可知，望远镜已调焦至无限远。


　　。
　　(试验中用自来水代替)注