超声光栅测声速实验报告.docx

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令狐采
学
实验日期成绩11年4月7日交报告日期：2011年4月14日报告退发：（订正、重做）光通过透射光栅的情形相似。因为超声波的波长很短，只要盛装液体的液体槽的宽度能够维持平面波，槽中的液体就相当于一个衍射光栅。途中行波的波长A相当于光栅常数。即图5超声光栅衍射光路
在调好的分光计上，由单色光源和和平行广管中的汇聚透镜L1与可调狭缝s组成平行光系统如图5所示。让垂直通过液槽（PZT）,在玻璃槽的另一侧，用自准望远镜的物镜L2和测微目镜组成望远镜系统。若振荡器使PZT芯片发生超声振动，形成稳定驻波，从测微目镜即可观察到衍射光谱，从图5中可以看出，当0k很小时，有：
k其中，ik为衍射光谱零级至k级的距离；f为焦距。所以k
超声波波长：
超声波在液体中传播的速度：
式中的v是振荡器和锆钛酸铅陶瓷片的共振频率，鸽为同k一色光衍射条纹间距实验仪器
超声光栅（超声池）、超声光栅仪、分光计、测微日镜、低压汞灯等
实验内容分光计的调节
同实验《分光计测光波波长》采用低压汞灯做光源，将待测液体（本实验用水）注入液体槽内，液面高度以槽侧面的液体高度刻线为准。
3将此液体槽（即超声池）放置于分光计载物台上，放置时调节使超声池两侧面垂直于望远镜与平行光管的光轴。
3. 两只高频连接线的一端各插入液体槽盖板上的接线柱，另一端接入超声光栅仪电源箱的高频输出端，然后将液体槽的盖板盖在液体槽上。
4. 开启超声信号电源，从阿贝尔目镜观察衍射条纹，细微调节超声信号源的频率，使电振荡频率和锆钛酸铅陶瓷片产生共振，此时衍射光谱更加清晰，观察视场内的衍射光谱左右级次亮度对称，直至可清晰观察到2—3级衍射条纹。
6取下阿贝尔目镜，换上测微目镜，调节目镜，使清晰看到衍射条纹，利用测微目镜逐级测量其位置读数
（例如：从一3,……,0,……，+3）,再用逐差法求出其条纹间距的平均值。
6. 声速计算公式式中九光波波长；
V共振时频率计上的读数；f望远镜目镜焦距（仪器数
据）；Alk同一颜色的衍射条纹间距。
k实验数据
温度：25°c公式为：V—Vf/Alk其中：v=
ck理论值：V。=1497m/s（25°C）
L2焦距f=170mm；汞灯波长九（其不确定度忽略不计）分别为：,,,（双黄线平均波长）样品：水测微目镜中衍射条纹位置读数，小数点后第三位为估算
值：（mm）用逐差法计算各色广衍射条纹平均间距及标准差：单位:
色级
—3
-2
-1
0
1
2
3
黄







绿






蓝






mm)
光色
衍射条纹平均间距±Qx
声速Vi
平均声速V
黄



绿