超声光栅实验报告

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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实验报告　　超声光栅实验　　【实验目的】　　1．了解超声致光衍射的原理。　　2．利用声光效应测量声波在液体中的传播速度。【实验原理】　　光波在液体介质中传播时被超声波衍射的现象，称为超声致光衍射，这种现象是光波与介质中声波相互作用的结果。超声波调制了液体的密度，使原来均匀透明的液体，变成折射率周期变化的“超声光栅”，当光束穿过时，就会产生衍射现象，由此可以准确测量声波在液体中的传播速度。并且，由于激光技术和超声技术的发展，使声光效应得到了广泛的

2、应用。如制成声光调制器和偏转器，可以快速而有效地控制激光束的频率、强度和方向，它在激光技术、光信号处理和集成通讯技术等方面有着非常重要的应用。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　　压电陶瓷片在高频信号源所产生的的交变电场的作用下，发生周期性的压缩和伸长振动，其在液体中的传播就形成超声波，当一束平面超声波在液体中传播时，其声压使液体分子作周期性变化，液体的局部就会

3、产生周期性的膨胀与压缩，这使得液体的密度在波传播方向上形成周期性分布，促使液体的折射率也做同样分布，形成了所谓疏密波，这种疏密波所形成的密度分布层次结构，就是超声场的图象，此时若有平行光沿垂直于超声波传播方向通过液体时，平行光会被衍射。以上超声场在液体中形成的密度分布层次结构是以行波运动的，为了使实验条件易实现，衍射现象易于稳定观察，实验中是在有限尺寸液槽内形成稳定驻波条件下进行观察，由于驻波振幅可以达到行波振幅的两倍，这样就加剧了液体疏密变化的程度。驻波形成以后，某一时刻t，驻波某一节点两边的质点涌向该节点，使该节点附近成为质点密集区，在半个周期以后，t+T/

4、2，这个节点两边的质点又向左右扩散，使该波节附近成为质点稀疏区，而相邻的两波节附近成为质点密集区。　　图1为在t和t+T/2两时刻振幅y、液体疏密分布和折射率n的变化分析。由图1可见，超声光栅的性质是，在某一时刻t，相邻两个密集区域的距离为?，为液体中传播的行波的波长，而在半个周期以后，t+T/2。所有这样区域的位置整个　　-1-　　漂移了一个距离　　?/2，而在其它时　　刻，波的现象则完全消失，液体的密度处于均匀状态。超声场形成的层次结构消失，在视觉上是观察不到的，当光线通过超声场时，观察驻波场目的-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

5、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　　图1　　的结果是，波节为暗条纹，波腹为亮条纹。明暗条纹的间距为声波波长的一半，即为?/2。由此我们对由超声场的层次结构所形成的超声光栅性质有了了解。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。　　?sin?k?k?　　光路图如图2所示。　　图2超声光栅实验光路图　　实际上由于?角很小，可以认为：　　sin?k?lk/f　　其中lk为衍射零级光谱线至第k级光谱线的距离，f为L

6、2透镜的焦距，λ为钠光波长，所　　-2-　　以超声波的波长　　??k?/sin?k?k?f/lk　　超声波在液体中的传播速度：　　V???　　式中?为信号源的振动频率。【实验仪器】　　实验装置主要由控制主机、低压钠灯、光学导轨、光学狭缝、透镜、超声池、测微目镜以及高频连接线组成。如图3所示。　　图3超声光栅实验装置目的-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　　【实验过程

7、】　　1.将器件按图3放置。低压钠灯于超声光栅试验仪相连。　　2.调节狭缝与透镜L1的位置，使狭缝中心法线与透镜L1的光轴(即主光轴)重合,二者间距为透镜L1的焦距。　　3.调节透镜L(转载于:写论文网:超声光栅实验报告)2与测微目镜的高度，使二者光轴与主光轴重合。调焦目镜，使十字丝清晰。4.开启电源。调节钠灯位置，使钠灯照射在狭缝上，并且上下均匀，左右对称，光强适宜。5．将待测液体注入液槽，将液槽放置于支架上，放置时，使液槽两侧表面基本垂直于主光轴。　　-3-　　6.将高频连接线的一端接入液槽盖板上的接线柱，另一端接入超声光栅仪上的输出端。7．调节测微目镜与透

8、镜L2的位置。使目镜中能