聲光衍射法測定液體中的聲速
【實驗步驟】
一、激光器、水槽、聲光衍射儀都已放置好,連線已接好。
二、傳感器連線已接好。
三、采集聲光衍射光強度分布圖
(1)打開接口電源(綠燈亮)


(2)運行科學工作室軟件,軟件自動搜索并識別科學工作室接口(必須先打開接口電源才能再運行軟件);

? ? ? ?如果接口連接失敗,將出現(xiàn)如下圖所示,則應檢查接口①電源是否已經(jīng)打開,②接口與計算機的連接是否正常。選擇500型接口進入軟件,然后選擇“實驗”菜單中的“連接到接口”重新搜索,直到搜索到接口。

(3)按住數(shù)碼式插頭,拖動到1插口。設置為:旋轉(zhuǎn)移動傳感器。設置為1440



(4)按住模擬式插頭,拖動到C插口。設置為光傳感器。

(5)點擊取樣選項(或者實驗菜單下的取樣選項),將頻率設置為100Hz(1秒采集100個數(shù)據(jù)點)

(6)圖表記錄數(shù)據(jù)
? 按住并拖動“圖表”到采集通道,設置坐標。

x軸設置為:旋轉(zhuǎn)移動傳感器的“位置”,

y軸設置為:光傳感器的“強度”

這樣就可以得到不同位置的光強度分布圖,即衍射圖樣。
(7)采集數(shù)據(jù)
? ? ①移動“旋轉(zhuǎn)移動傳感器”,將光闌從光斑一側(cè),然后點擊“記錄”按鈕,開始記錄數(shù)據(jù)? ??

?②緩慢、勻速地移動“旋轉(zhuǎn)移動傳感器”,移動至光斑另一側(cè)(光傳感器也一起移動從而同時采集位置和光強數(shù)據(jù))。然后點擊“停止”。圖表上便會顯示出聲光衍射光強分布圖。

這個步驟是自動采集數(shù)據(jù)的過程,旋轉(zhuǎn)移動傳感器采集位置數(shù)據(jù),光傳感器采集光強數(shù)據(jù))
③采集結(jié)束后,點擊優(yōu)化按鈕,查看聲光衍射圖。

衍射圖要求:①有±2級條紋;②左右基本對稱;
如果只有±1級亮條紋,沒有±2級亮條紋??赡艿脑蛴校?/strong>
? ? <1>聲光衍射儀的頻率不在共振頻率左右
? ? ? ?調(diào)節(jié)方法:共振頻率大概在10.7MHz ,應該根據(jù)實驗結(jié)果判斷頻率是否合適。即如果能看到±2級亮條紋,則頻率合適。如果看不到±2級亮條紋,則重新微調(diào)頻率,重新得出衍射圖像,看是否有±2級亮條紋。如此反復,直至看到±2級亮條紋。
?<2>換能器未與正對面的玻璃平行
? ? ? 調(diào)節(jié)方法:微調(diào)換能器角度。根據(jù)實驗結(jié)果判斷是否平行。即微調(diào)換能器角度,然后重新得出衍射圖像,看是否有±2級亮條紋。如此反復,直至看到±2級亮條紋。
如果兩邊條紋不對稱??赡艿脑蛴校?/strong>
?激光沒有垂直入射至光柵
調(diào)節(jié)方法:微調(diào)光柵(水槽)的角度,使激光垂直光柵。是否垂直,要根據(jù)實驗結(jié)果判斷。即,微調(diào)光柵(水槽)的角度,重新得出衍射圖像,看是否對稱,如不對稱,則再微調(diào)光柵(水槽)的角度,直至得到左右對稱的衍射圖像。
如果出現(xiàn)削峰。可能的原因有:
光強超過光傳感器的測量范圍
調(diào)節(jié)方法:選擇縫寬較小的光闌,或修改放大倍數(shù)。
【說明】:采集的過程很快,很簡單,可以重復做。


五、數(shù)據(jù)測量
了解圖表功能的使用,掌握圖形優(yōu)化、放大、取值、圖標設定等功能的操作。(每個圖標都可以去試試,了解其功能)

(1)測量±1級之間的距離(k取1)

重復測量8次
①十字交叉點 放在左邊位置

②按住左鍵,拉至右邊位置,在底部讀出數(shù)據(jù)

±K級間間距

±1級間距
測量過程短視頻(注:短視頻是以測量±2級之間距離為例,本實驗需要測量的是±1級之間距離)

(2)測量超聲光柵的位置,


(3)測量光屏的位置


(4)激光的波長為650nm
【打印方法和步驟】
(1)點擊

填寫圖名,姓名,學號

(2)調(diào)整圖表窗口大小。(按照下圖步驟①②③調(diào)節(jié))

(3)窗口大小調(diào)整完畢后,點擊“圖形優(yōu)化”按鈕。使圖形分布合適。檢查圖表設定是否按照要求設定(圖名,等)


(3)點擊菜單“編輯”下的“復制”,圖表復制后,粘貼到Word,并打印。然后到打印機處拿,寫實驗報告的時候貼在實驗報告中。


【注意】:一定要按照(2),(3)調(diào)整好之后,才能復制到Word
實驗完成(指導老師簽字)后,整理實驗儀器:
1 關閉聲光衍射儀,激光器電源;
2 關閉科學工作室接口電源;
3 電腦關機;
4 填寫“實驗儀器使用情況登記表”。
實驗報告注意事項視頻:
