超声光栅测声速的方法运用到液体表面波波速的测量

理论上分析了超声光栅衍射和液体表面波光栅衍射,得到了表面波光栅衍射图样与表面波参数的解析关系.实验上得到清晰的衍射图样,利用表面波光栅衍射法测量了液体表面波波速,实验结果与理论值误差不超过1%.     

超声光栅与平面透射光栅衍射图样的比较研究

分析了超声光栅的形成机理,给出了超声光栅衍射图样光强分布的解析表示,通过理论分析和数值模拟对超声光栅与平面透射光栅的衍射图样进行了比较研究.结果表明其衍射主极大满足类似的光栅方程,但衍射条纹的强度分布不同;都能产生缺级现象,但规律不同;超声光栅是一种动态光栅,各级衍射谱线的频率不同.     

利用光电检测技术分析光栅衍射

本文利用光电检测技术对光盘光栅的衍射特性进行研究.实现了对分光范围、衍射光强分布、衍射叠级、自由光谱范围、衍射角与衍射光波长的线性度、角分辨率和光栅常数等光栅参数的观测和计算.该实验结果与衍射理论结果一致.该方法在一定程度上弥补传统光栅实验的不足,有利于增进本科生对大学光学中衍射光栅的认识.     

声光衍射法测量液体中超声声强的数据处理方法

为将半导体激光器用于构建声光效应及声速声强测量教学实验装置,推导了超声光栅远场衍射光场分布,给出了超声光栅相位调制系数分别与声强和各级衍射光强度的关系,总结了从衍射光场图像提取声强值的数据处理方法.通过建立交替使用氦氖激光器或半导体激光器的实验系统,进行了液体中超声声强测量的比较实验,验证了半导体激光器作为光源实现声光衍射法超声声强测量的可行性.     

声光Naman-Nath衍射特性的研究

讨论了液体介质中的超声相位光栅的形成,根据声光相互作用类型的区分标准,在液体介质的超声光栅实验中声光相互作用一般为Naman-Nath衍射;相位光栅可以由声行波和声驻波形成,且形成的各级衍射条纹极大均由相同的光栅方程决定,各级衍射条纹的强度由相应阶次的J2m函数值决定;在此基础上给出了衍射条纹和衍射光强的分布特点.     

准随机矩形孔阵列透射光栅

自支撑透射光栅的周期加强筋结构在降低光栅的通光面积、减少光栅衍射效率的同时, 也影响了光栅原有的衍射模式, 致使其应用更加复杂. 为了应对这一问题, 作者提出了利用在高Z材料薄膜上准随机排布矩形孔实现自支撑透射光栅的技术方法. 理论分析与实验结果表明, 利用新方法制作的透射光栅较好地摆脱了周期性加强筋对透射光栅衍射模式的强加干扰.     

电解质溶液中超声光栅衍射特性的研究

实验探究超声光栅衍射在电解质溶液与非电解质溶液中的区别,结果表明电解质溶液中的衍射光强比非电解质溶液的光强明显降低,且电解质溶液中电解质浓度越高,光强越弱.通过求解麦克斯韦方程,在二级近似下得到电解质溶液中超声光栅透射光的0级、1级振幅表达式,理论上证明了在电解质溶液中由于存在大量带电离子,因此使衍射光强有明显的下降,理论结果与实验现象一致.     

双光栅衍射场的干涉效应

双光栅衍射场的干涉效应既具有理论研究价值又具有很实际的应用价值.本文利用波前相因子分析法,推导出了双余弦光栅夫琅禾费衍射场的理论结果;分析了当两个光栅在横向有相对运动时,各级衍射斑光强的变化规律.通过实验观测映证了光强变化与数值计算结果是一致的.这一理论结果是双光栅衍射类实验设计的基础,而这类实验可以用于测量微小振动的振幅和频率.     

直尺衍射现象及分析

衍射是光的波动性的一个重要特征,而光栅衍射则是其中一类常见且重要的衍射现象.当激光束入射直尺边缘或表面时会出现半圆形衍射光斑,其产生机理并不清楚.针对直尺边缘与表面的半圆形衍射光斑,本文理论结合实验分析了其产生机理.研究发现,当直尺表面或侧面存在规则的类光栅结构时,其衍射光斑为半圆形.利用标准二值光栅模型分析了直尺衍射问题,发现半圆形衍射光斑起源于多套光栅衍射的叠加.     

行波与驻波超声光栅衍射的对比研究

理论上分析了超声行波和驻波光栅衍射的特点。设计出了一种可观察超声行波和驻波光栅衍射特点的实验装置。理论分析和实验结果显示:行波情况下,会出现缺级现象;驻波情况下,不会发生缺级现象。     

亚稳态储能粒子SiO(b3П)的实验研究

 利用高温热解SiH₄的方法获得气相Si原子，然后通过气相Si原子与N₂O反应成功得到了亚稳态储能粒子SiO(bb³П)。通过不断地改进装置和实验探索，掌握了该合成反应的实验规律，并对实验条件进行了优化。N₂O与SiH₄的流量配比在8~10，SiH₄稀释比在0.3%左右，热解温度在1 160～1 170 ℃时，得到了最强的光谱信号。     

LabVIEW软件在模拟电路实验中的应用

虚拟仪器是现代实验的重要组成部分.通过采用虚拟仪器开发语言LabVIEW开发一个积分微分器,阐述基于LabVIEW的虚拟仪器在模拟电路实验中应用的实用性.     

法拉第电磁转动实验装置的改进

对法拉第电磁转动实验进行了改进,用铜盘代替水银并设计了转子,制作单根导线电动机,该电动机适宜在中学物理课堂教学中使用.     

基于差动电压传感器的杨氏模量实验改进

对传统使用霍尔传感器横梁弯曲法测量的杨氏模量实验进行了改进。针对原实验装置的不足,改用差动电压传感器测微小位移,利用单片机进行数据处理,解决了实验装置繁琐、数据处理复杂等问题,提高了实验的精确度,实现了物理实验装置的一体化和智能化。     

基于改进的固体介质折射率实验装置对固液混合物进行浊度测量

在本科生普通物理实验现有设备基础上,创新性地改进了利用布儒斯特定律测量固体介质折射率的实验装置,使之成为一台测量固液混合物浊度的浊度分析仪,并将其应用于纯牛奶和橙汁的浊度检测,取得了良好的结果;本实验对大学物理创新性实验的实验设计具有启发作用。     

钠激光导星的共孔径发射接收与谱线匹配技术

研究了采用时间选通和共孔径方式的钠激光导星技术,并开展了钠信标发射接收实验研究。分析了钠原子共振散射与信标激光波长的匹配关系,介绍了钠信标激光器、距离选通装置、回光探测装置、同步控制装置等的研制工作。实验成功采集到了钠信标图像,通过分析回光图像随信标激光波长的变化规律,验证了波长匹配在钠激光导星中的重要性。     

多普勒效应测量声速实验的设计

介绍了设计性实验"多普勒效应测量声速."该实验要求学生理解多普勒效应测量声速的原理,利用气垫导轨实验和声速的测定实验仪器,设计出一套多普勒效应测量声速的实验装置,并利用该实验装置测量声速.     

毛细管法测量液体黏度实验再设计

设计了简单的毛细管法测量液体黏度的实验装置,通过测量液面高度与时间的变化,拟合实验数据得到液体的黏度,省去了传统的恒压液槽的设计.通过毛细管外加恒温管的方法,可较准确地测量不同温度下液体黏度的变化.通过实验给出泊肃叶公式中液体流速与毛细管长度、内径以及两端压强差的关系.     

对金属线膨胀系数测定实验的仪器改进

本针对金属线膨胀系数测定实验中存在的问题。提出了自己对实验仪器的改进方法。通过改进后进行实验，简化了操作过程，提高了测量精度。     

基于PASCO平台的法拉第磁光效应实验

基于PASCO实验平台设计了能在弱磁场下完成的法拉第磁光效应实验,实验装置简单易操作,并能较准确地测定费尔德常量和电子的比荷等.