超声光栅测声速实验报告

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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划超声光栅测声速实验报告　　超声光栅测声速　　实验目的　　1、了解超声光栅产生的原理。　　2、掌握用超声光栅测量超声波速度的方法。　　3、通过对液体中的声速的测定，加深对其概念的理解。　　实验仪器　　超声光栅声速仪、分光计、酒精、高压汞灯、测微目镜　　实验原理　　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

2、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。在一定条件目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　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

3、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，如上图所示。　　当单色平行光沿垂直于超声波传播方向通过液体时，由于光速远大于液体中声速，可以认为光波的一波阵面通过液体的过程中，液体的疏密及折射率的周期性变化情况没有明显改变，相对稳定。这时，因折射率的周期性变化将使光波通　　过液体后在原先的波阵面上产生相应的周期变化的位

4、相差，在某特定方向上，出射光束会相干加强，产生衍射，经透镜聚焦后，即可在焦平面上观察到衍射条纹。根据光栅方程可得(来自:写论文网:超声光栅测声速实验报告)　　Asin?k?k?　　式中?k为第k级衍射光的衍射角，?为光波波长。当?k角很小时，有：　　sin?k?　　lk　　f　　其中dk为衍射光谱上零级至k级的距离，f为透镜L2的焦距。　　可以认为各级条纹是等间距分布的。则超声波波长为　　A?目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在

5、这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　k?k?f?f　　??　　sin?klk?lk　　其中?lk为相邻条纹间距。　　液槽中传播的超声波的频率v可由超声光栅仪上的频率计读出，则超声波在液体中传播的速度为　　??Av?　　?vf　　?lk　　因此，利用超声光栅衍射可以测量液体中的声速。　　实验内容　　1、分光计的调节：用自准法调节望远镜聚焦于无穷远，调节望远镜主轴垂直于　　载物台转轴，调节准直管发出平行光且

6、准直管主轴与转轴垂直。目镜调焦使看清分划板刻线，并调节望远镜使观察到的狭缝清晰，狭缝应调至最小，实验过程中无需调节。　　2、将酒精注入液体槽内，液面高度以液体槽侧面的液体高度刻线为准。连接好液槽上的压电陶瓷片与高频功率信号源上的连线，将液槽放置到分光计的载物台上，调节载物台水平调节螺丝，使反射回的绿十字像与分划板调整叉丝水平线重合，确保光路与液槽内超声波传播方向垂直。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应

7、公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　3、衍射条纹调节调节准直管套筒，使狭缝像与分划板调整叉丝竖线重合。调节高频功率信号源的频率，使可以观察到±2级衍射条纹，调节狭缝宽度调节螺丝使衍射条纹最细，固定望远镜。　　4、将望远镜目镜换成测微目镜，前后移动测微目镜使衍射条纹最清晰，旋转测微目镜，使目镜视场中分划板标尺与衍射条纹平行，固定测微目镜。5、相邻条纹间距的测量　　将测微目镜分划板标尺移至-2级黄光衍射条纹左侧，单向移动标尺，逐次测

8、出--2、-1、0、1、2级条纹位置。　　重复操作，分别对绿光、蓝光进行测量。利用逐差法，计算出相邻条纹间距?lk。　　数据记录与处理　　实验原始数据　　已知数据　　f?170mm汞灯波长?：汞蓝光汞绿光汞黄光　　由实验数据及测量公式：?c?　　?vf　　?lk　　可得下表　　误差分析　　1、仪器误差　　2、由于实验者原因，对于读数产生的误差3、实验环境条件造成的误差目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确