超声光栅衍射测量液体中声速的研究

介绍超声光栅的形成原理,解释如何利用超声光栅衍射来测量液体中的声速;通过水和乙醇中的声速测量,分析和比较实验结果,得出相应的结论,同时也提出其他的测量方法进行比较;对基于超声光栅衍射测量液体中声速的理论,给出一些讨论和思考.     

超声光栅测量液体中声速的改进

利用超声光栅测量液体中的声速实验中,由于光波通过超声光栅产生的衍射条纹数量较少,不能很好地进行多级衍射条纹间距的测量,而且无法测量具有腐蚀性的液体。为此,在超声槽及增加超声波功率等方面,进行了一些实验方法和仪器的改进设计与制作,主要是给超声波传感器(压电陶瓷片)增加了一个功率放大器,并将超声槽全部用玻璃制作,便于产生更多级衍射条纹,然后将超声传感器用耦合剂紧贴在全玻璃矩形超声槽外侧,再将全玻璃超声槽与控温系统相连接,控温系统是在传统的蒸汽喷射加热仪的基础上,组合黏滞系数实验部分仪器和温度传感器而做成的。结果表明,改进后的实验装置不仅拓展了实验中所用液体的范围,而且可方便研究声速与被测液体的浓度及温度的关系。利用CCD测量技术实现超声波速度的自动化测量,以减少测量误差。     

超声光栅测液体中的声速

文章对用超声光栅衍射法测定液体声速的原理进行了阐述和分析,介绍了其实验方法。并重点讲述了WSG-I超声光栅声速仪的使用方法及性能以及在实验中应该注意的问题,并且计算了声波在水中的传播速度。最后对超声光栅衍射测量液体中声速的理论,进行了讨论。     

声源功率对超声光栅衍射条纹的影响

基于超声源在超声光栅盒中来回反射形成的行驻波,利用连续性方程建立了在超声波作用下液体介质密度随时间和空间变化的关系式,然后利用介质密度和折射率的关系推导任意位置的附加相位差,最后利用相位差讨论了声源功率对超声光栅衍射条纹的影响,得到了Raman-Nath衍射中,实验测量时所需的声源功率的最佳参数,以及可能的缺级与声源功率间的关系。     

基于光栅衍射的液体折射率测量实验

该文提出一种基于光栅衍射原理测量液体折射率的方法,激光经过分光系统分成2个平行的光路,垂直入射光栅,经过光栅衍射后,使两光路的一级衍射光线分别经过待测液体和空气,在接收光屏上显示。通过螺旋测微计平移台测量出两光路一级衍射点的水平偏移量,由已知的激光波长、光栅常数和水槽的内宽度计算出待测液体的折射率。     

超声光栅测液体中声速实验的改进

利用超声光栅测量液体中的声速,是大学物理实验中的重要内容.根据多年教学经验,提出了超声光栅测液体中声速实验的改进方法,并与原方法进行了对比,实验结果比原来的方法在效果上有明显提高.     

视频图像法测量液体黏滞系数

采用视频图像精确测量小球在液体中下落的速度,通过斯托克斯公式得出液体的黏滞系数。与传统的光电门控制法和旋转法测量的黏滞系数值比较,视频图像法测量黏滞系数方法具有操作简单、综合性强等特点,可作为学生综合型、设计性实验,为传统仪器的改进提供了新思路。     

基于Matlab的七色光仿真白光干涉与衍射实验

依据七色光可合成为白光的原理,基于Matlab仿真白光干涉与衍射实验。首先利用Matlab语言编写白光光栅衍射仿真程序,然后通过改变可调参数实现利用一个程序同时仿真白光光栅衍射、单缝衍射及双光束干涉实验。结果表明,白光光栅衍射实验仿真图像为七彩色,白光单缝衍射及双光束干涉实验仿真图像色彩连续而逼真。     

迈克尔孙干涉仪测量液体折射率

设计了一种基于迈克尔孙干涉仪测量透明液体折射率的实验装置模型,以迈克尔孙干涉仪为基础,通过辅助测量装置,拓展迈克尔孙干涉仪在教学中应用。通过干涉条纹的变化数目测量,得到透明液体折射率的测量。新装置测量模型,测量方法创新,可以解决现有技术存在的可重复性差、对待测液体加工复杂、实验操作繁琐等问题,也提高了测量结果的精确度,适合在大学物理教学中推广。     

光栅衍射标量波理论的实验验证研究

本文用标量衍射理论分析了矩形位相光栅的衍射特性 ,用多种激光波长实验测量了低频矩形位相光栅的衍射效率 .实验结果表明 ,对同一种浮雕型介质 ,在相同的光栅槽形条件下 ,光栅的衍射效率仅与光栅使用波长有关 ,与光栅的空间频率无关 .这一结论与理论结果一致 ,在考虑到光栅的表面反射和基片的吸收损失后 ,实验测量结果与理论结果吻合很好     

超声光栅实验仪的改进

超声光栅是测量液体中声波传播速度的一种有效方法,是大学物理实验的重要内容之一.原有超声腔由于其结构设计存在缺陷导致现象微弱、难找且不稳定,同时压电陶瓷片极易出现电极腐蚀现象.为此改进了超声腔,摒弃其悬架结构,利用腔体自身平行度保证了衍射效果及稳定性,采用外压盖结构安装压电陶瓷片避免了电极腐蚀.经大量实验验证,新型结构超...     

基于PASCO平台用超声光栅测量液体中的声速

介绍了平面超声波在液体里传播形成超声光栅的原理,以及新的实验装置和实验方法,充分体现了PASCO科学工作室在实验数据采集方面的优点,同时对声光介质中的声速进行了测量。     

基于PASCO平台用超声光栅测量液体中的声速

介绍了平面超声波在液体里传播形成超声光栅的原理,以及新的实验装置和实验方法,充分体现了PASCO科学工作室在实验数据采集方面的优点,同时对声光介质中的声速进行了测量。     

超声光栅研究声速与溶液浓度及温度的关系

根据超声光栅测量声速的原理,使用超声光栅声速仪测量并计算出超声波在不同浓度和温度条件下该溶液中的传播速度.通过对比不同浓度、不同温度的NaC1溶液中的声速并对其进行数据拟合,得出声速与溶液浓度、声速与溶液温度的关系.实验结果表明,在相同温度,浓度3％ ～15％,声速随溶液浓度的增加而增加,并显现出良好的线性关系;利用温度递增研究了3％ NaCl溶液和清水中超声传播的速度,声速与温度显现出良好的线性关系,声速随液体温度的增加而递增.     

液体声光衍射的实验分析

本文通过实验分析了液体中的声光衍射的特点,液体中的声光相互作用为典型的拉曼-奈斯衍射。实验测得的衍射光强分布与理论规律相符合。表明衍射条纹的方位由相位光栅方程决定,衍射条纹的强度由相应阶次的函数值J2m(n)决定。对于确定的介质,存在一最佳声场功率使得高级次的衍射光强度最大。     

双光栅调谐C0_2激光器输出光场的理论计算

本文从菲涅耳衍射积分方程出发,建立了双光栅调谐CO2激光器输出光场的理论模型;对输出光场进行了理论计算,画出了输出光场的强度分布曲线;计算结果表明:在一个激光脉冲中,两个不同波长的激光输出光场在空间上是部分重叠的。     

基于CCD图像处理的角度测量系统

本文论述了一个基于CCD图像处理的角度测量系统.它利用了光栅干涉条纹倾角、间距与光栅夹角、栅片节距之间存在特定关系的原理,使用CCD摄像机、PC机实现了一个图像采集处理系统,通过计算干涉条纹倾角和条纹间距得到两片光栅片之间的夹角,从而实现角度测量.该系统已实际应用于轴承扭矩的测量.经实验,该系统具有工作稳定、界面友好、测量精度高(可达10-4)等特点.该系统也可以应用到其他微小角度和距离测量的场合,如平衡校准、微量称重.     

球面波照射下光栅的衍射特性分析

应用傅里叶光学理论,分析了在球面光波照射下光栅经过一个透镜的衍射特性。给出了衍射光场的表达式,指出点光源的像平面即为衍射条纹平面,并给出了光栅方程和缺级方程。当透镜与光栅的距离小于焦距时,光栅衍射相邻两个亮条纹之间的空间间隔大于在相同焦距下在平面波照射下相邻两个亮条纹之间的空间间隔。     

双光栅调谐CO2激光器输出光场的理论计算

本文从菲涅耳衍射积分方程出发,建立了双光栅调谐CO2激光器输出光场的理论模型;对输出光场进行了理论计算,画出了输出光场的强度分布曲线;计算结果表明:在一个激光脉冲中,两个不同波长的激光输出光场在空间上是部分重叠的.     

利用衍射光栅测定液体和固体的折射率

本文叙述了利用光栅衍射法来测定液体和固体折射率的实验装置及原理.利用该方法测量折射率虽然精度不高,但方办简便,无需专用仪器.作为普通物理光学实验,使学生理解光学有关知识是有益的.