用超声光栅测液体中的声速.pptx
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1、会计学1用超声光栅测液体中的声速用超声光栅测液体中的声速 实验原理实验原理实验原理实验原理 1 1 超声波产生原理超声波产生原理 利用压电体的逆压电效应发生机械振动产生超声波。压电体在交变电场的作用下发生周期性的压缩和伸长,当外加交变电场的频率与压电体的固有频率相同时振幅最大。这种振动在媒质中传播就得到超声波。第1页/共12页2 2 超声光栅形成原理超声光栅形成原理超声光栅形成原理超声光栅形成原理 超超声声波波纵纵波波在在盛盛有有液液体体的的玻玻璃璃槽槽中中传传播播时时,液液体体被被周周期期性性地地压压缩缩与与膨膨胀胀,其其密密度度会会发发生生周周期期性性的的变变化化,形形成成疏疏密密波波。稀
2、稀疏疏作作用用会会使使液液体体密密度度减减小小、折折射射率率减减小小。压压缩缩作作用用会会使使液液体体密密度度增增大大、折折射射率率增增大大,因因此此液液体体密密度度的的周周期期变变化化,导导致致其其折折射射率率也也呈呈周周期期变变化化。若若超超声声行行波波以以平平面波的形式沿面波的形式沿X X轴正方向传播时,波动方程可描述为轴正方向传播时,波动方程可描述为 式式中中y y代代表表各各质质点点沿沿x x方方向向偏偏离离平平衡衡位位置置的的位位移移,A Amm表表示示质质点点的的最最大大位位移移量量,T Ts s为为超超声声波波的的周周期期,s s为为超超声声波波的的波波长长。图图一一给给出出了
3、了某某时时刻刻液液体体内内传传播播的的超超声声波波形形(为为表表示示方方便便,图中质点沿图中质点沿x x方向的位移表示到竖直方向上了)。方向的位移表示到竖直方向上了)。第2页/共12页反射板反射板图1超声驻波形成示意图第3页/共12页如果超声波被液槽的一个垂直于x轴的平面反射,又会反向传播,当反射平面距波源为波长四分之一的奇数倍时,入射波与反射波分别为两者叠加得第4页/共12页该式说明叠加的结果形成了驻波:沿x方向各点的振幅为 ,是x的函数,随x呈周期性的变化(波长s),但不随时间变化,位相是时间的函数,但不随空间变化。某时刻,纵驻波的任一波节两边的质点都涌向这个节点,使该节点附近成为质点密集
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