利用光柵測(cè)量液體中的聲速

1、超聲光柵測(cè)液體聲速超聲光柵測(cè)液體聲速【實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康摹?.理解超聲光柵形成的原因，了解聲光作用的原理。2.調(diào)整光路，用超聲光柵聲速儀測(cè)量聲波在液體中的傳播速度?！緦?shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理】一、超聲光柵及其成像特點(diǎn)一、超聲光柵及其成像特點(diǎn)任何能對(duì)入射光相位、振幅給與周期性空間調(diào)制的裝置，都可稱為光柵。載有超聲波的液體（本實(shí)驗(yàn)是液體槽）具有上述作用，所以稱為超聲光柵，其光柵常數(shù)等于超聲波波長(zhǎng)。當(dāng)壓電晶體被信號(hào)發(fā)生器激勵(lì)產(chǎn)生超聲波時(shí)，適當(dāng)調(diào)節(jié)壓電晶

2、體與反射板之間的平行度，使槽內(nèi)形成駐波。這時(shí)如果用具有一定擴(kuò)散角度的線光源垂直于聲波方向照射透明液槽，在液槽的另一側(cè)成像裝置上可以觀察到光線被超聲駐波調(diào)制而產(chǎn)生的明暗相間的條紋，這是超聲波駐波的自身放大像，即超聲光柵的自身影像，其條紋間距對(duì)應(yīng)于超聲波的半波長(zhǎng)。二、測(cè)量基本原理二、測(cè)量基本原理當(dāng)我們用點(diǎn)光源（球面波）照射超聲光柵時(shí)，類似投影幻燈形式可看到被放大的超聲光柵自身像，即超聲駐波像。由于超聲波頻率可由頻率計(jì)測(cè)得，其波長(zhǎng)可由駐波像的

3、間隔測(cè)得，根據(jù)關(guān)系式v=LY（1）可得到超聲波在該介質(zhì)中的傳播速度值，這種利用超聲光柵測(cè)聲速的方法，通常稱為振幅柵法。測(cè)定波長(zhǎng)測(cè)定波長(zhǎng)的方法及特點(diǎn)的方法及特點(diǎn)1.振幅柵法（超聲光柵駐波像法）在聲波傳播方向上利用測(cè)微裝置測(cè)量液槽的移動(dòng)，此時(shí)顯示器上駐波的放大像也隨著移動(dòng)，利用顯示屏上的十字標(biāo)記，記錄移過標(biāo)記的條紋數(shù)。如果液槽移動(dòng)距離為L(zhǎng)（利用數(shù)顯卡尺測(cè)定），已過標(biāo)記的條紋數(shù)為N則待測(cè)液體的聲波波長(zhǎng)為束的照射方向和液槽內(nèi)聲波傳播方向嚴(yán)格垂直

4、。3.接通光源，連接超聲波信號(hào)發(fā)生器的輸出端與超聲波液槽信號(hào)輸入插頭，接通電源使超聲波信號(hào)發(fā)生器開始工作（注意：超聲波信號(hào)發(fā)生器不能空注意：超聲波信號(hào)發(fā)生器不能空載工作載工作）。4.認(rèn)真調(diào)節(jié)狹縫的方向和光源的高度。要求狹縫的方向與聲波波陣面嚴(yán)格一致，使顯示器屏幕上能夠觀察到清晰的條紋。調(diào)整CCD攝像頭的位置，使明暗相間的條紋充滿顯示屏的整個(gè)視場(chǎng)。5.測(cè)量時(shí)，測(cè)量者先決定液槽的移動(dòng)方向，然后按測(cè)量方向移動(dòng)測(cè)微裝置，使光屏上的十字標(biāo)記與某條