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文档简介

用超声光栅测定超声波在介质中的传播速度

概述实验原理实验内容和要求预习要求概述

当超声波在介质中传播时，超声波使介质产生弹性应力或应变，导致介质密度的空间分布出现疏密相间的周期性变化，因而导致介质的折射率相应变化。光束通过这种介质，就好像通过光栅一样，会产生衍射现象，这种现象称为超声致光衍射(亦称声光效应)。人们把这种载有超声的透明介质称为超声光栅。利用超声光栅可以测定超声波在介质中的传播速度。

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原理

要求

预习原理压电晶体在交变电场作用下，晶体会产生与外加电压频率相同的机械振动。超声波在液体介质中以纵波形式传播，其声压使液体分子呈现疏密相间的周期性分布，形成所谓的疏密波。由于折射率与液体的密度有关，因此液体中各点的折射率也呈周期性变化，即是按正弦规律分布的，当光从垂直于超声波的传播方向透过时，会产生衍射。

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原理

本实验的衍射属于喇曼-奈斯衍射。当平行光垂直入射到光栅上时，将产生多级衍射光。设第

k级衍射极大对应的角为θk，则有式中λ是入射光波长，λs是超声波波长。如果振荡电源的频率为

f，则超声波在该介质中传播的速度为。

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概述

要求

预习实验内容与要求调节分光计到正常使用状态。连接电路，将超声盒放在分光计平台上，使超声波的方向与入射光的方向垂直。选择合适的振荡电源频率，以便观察到清晰的衍射条纹。测量各级衍射条纹的衍射角。求出室温下超声波在水中的传播速度。测出室温T，并利用求出声速的经验值。与实验值比较求出误差。

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概述

原理

预习预习要求

熟悉分光计的调节。TheEnd

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