超声光栅测液体声速原理和实验

本文对用超声驻波自身像法和超声光栅衍射法测定液体声速的原理进行了分析,并介绍了其实验方法     

液体表面波光栅的研究

在液体表面形成的一维正弦形表面波,作为一种理想的反射式光栅,称之液体表面波光栅.本文通过它对激光束的衍射,研究液体表面与界面的物理特性.     

超声光栅测声速实验方法的探索

对实验室现有的超声光栅测声速实验装置加装反射镜及利用激光光源进行改进,通过对样品纯净水的测试比较,改进后的实验装置对实验测量结果精度有明显提高。测试样品的范围扩大,实现了物理实验技术和方法与石油专业相结合,有利于提高实验教学效果。     

超声光栅测声速实验的量化分析

对超声光栅测声速实验中声光光栅的光栅常数取值问题进行了分析,同时说明了该实验中声速测量结果与光栅常数取值无关。     

基于控温系统的超声光栅测量透明液体浓度

浓度是描述溶液特性的重要物理量,随温度的改变而发生变化.基于超声光栅测量透明液体中声速的方法,以透明溶液氯化钠溶液为例,通过控制变量法研究了声速、浓度、温度三者之间的关系,最终定量得出三者所满足的方程,实现了不同温度下浓度的测量.结果表明,该方法测量液体浓度置信度高,相对误差小,且广泛适用于透明液体浓度的测量,具有时效性高、反映时间短、精度高等优点。     

由光栅常数测量液体及固体的折射率

介绍由透射光栅分出来的一级衍射光用于测量固体或液体折射率的方法,该法只要测出一级衍射光透过特测介质的后的位置读数,由已知的光栅常数就可计算待测介质的折射率。     

测量液体声速的几种方法的探讨

由于声速与物质的物理属性密切相关，故在检测计量中，许多被测量量都可直接或间接地转化为声速的测量，精确地测量声速具有很重要的现实意义。本介绍了三种利用超声波测量液体声速的方法，并且对超声光栅法、超声干涉法和超声相位法进行了比较实验根据三种方法的测量精度，分析了产生误差的原因，并且对现有的实验设备提出了改进的设想。     

超声干涉法测量液体声速

研究了声速测量 ,介绍超声干涉测量液体声速的原理和技术。     

利用超声光栅研究声速与液体性质

设计并搭建了超声光栅,观察了激光经过光栅形成的衍射斑纹,测量了声速;并利用超声光栅测定了不同温度、不同浓度的NaCl溶液中的声速,给出了声速-水温和声速-溶液浓度的依赖关系.水的温度每升高1℃,3.974 MHz的超声波的声速增加2.09 m/s,16.574 MHz的超声波的波速增加2.04m/s;声速随着NaCl溶液浓度的增大线性增加,NaCl溶液浓度每升高1%,3.974 MHz的超声波声速增加13.637 m/s,16.574 MHz的声波声速增加11.757 m/s.在此基础上,分析了不同频率的超声波对实验规律的影响,认为不同频率的超声波在相同条件下测量的溶液中声速大小的不同源于测量的随机误差.     

液面微幅波动的激光干涉测量

对于低频微幅的液面波动,提出了一种激光干涉测量方法.实验上观察到了清晰、稳定的激光干涉图样.干涉图样受到调制,光强在两边界位置达到极大,形成两个极亮条纹.干涉条纹被限制在两个极亮条纹之间的确定区域内.根据光干涉理论推导出了调制干涉条纹光强度、相邻条纹角宽度、干涉区域角宽度与液面波物理参量之间的解析关系,该理论分析与实验...     

用超声光栅测量氦氖激光的波长

介绍了一种新的测量激光波长的方法,并与传统的迈克耳孙干涉仪测量的结果进行了比较.我们对汞光和氦氖激光在乙醇(97%)形成的超声光栅中的衍射光谱进行了测量研究,首先利用汞光数据计算得到了超声波在乙醇中的传播速度,并分析了温度对结果的影响,然后利用超声波波速计算了氦氖激光的波长,得到的结果与标准值相比的相对误差为0.55%.此方法操作简便,且有与迈克耳孙干涉仪可比的精度.     

驻波法测量声速实验的讨论

根据声波在2个换能器之间多次反射和声波在空气中的衰减,研究了驻波法测量声速实验中接收器输出信号随接收器到发送器间距离的变化.理论推导结果表明:声波在一般情况下不是严格的驻波,但是当反射比接近-1时则是双曲函数形式的驻波,这与实验测量结果一致.只有接收器到发送器的距离比较远,反射比接近-1时,才能得到几乎理想的驻波.     

水中声速的测量

将空气中声速测量实验拓展至水中声速的测量,将NaCl溶于水中,制成不同浓度的盐水来模拟海水,对不同盐分的"海水"中的声速进行了测量.结果表明,随着海水盐度的增加,声速也增加.     

超声波在液体中相速与群速的测量

简要叙述了相速与群速的定义,并用实验测量了超声波在不同液体中的相速与群速.     

超声波波型转换与表面波的检测

分析了超声波纵波、横波、表面波3种波型的产生条件和声速关系,检测了超声波在固体表面的波型转换,并测量了声表面波的速度,讨论了声表面波在超声延迟线方面的应用.     

测量水的振动频率与水波传播速度

利用激光器、硅光电池等器件,采用光折射方法设计了激光测量水的振动频率与水波传播速度实验.本文介绍了实验原理和装置,测量了水的振动频率和水波向外传播的速度,观察了小块物体落水激起的水波情况.     

液体表面波及其谐波的光衍射效应

为了探究液体表面波的波动规律,提出了一种基于激光衍射的探测方法.未扩束的激光束直接斜入射到波动液面,液面波动的强度由电磁式激发器控制、频率由信号发生器控制,用CCD采集光衍射图样并传送到计算机中实时处理.根据波动光学理论,给出了衍射光场和液体表面波之间的解析关系,发现实验现象和理论分析吻合.实验结果表明:该方法具有实时、准确、无损的特点.