Дифракция на ультразвуке (1179637)
Текст из файла
Автор:
Андрей Дорошенко 922 группа
Дифракция света на ультразвуковой волне в жидкости.
Цель работы: Изучение дифракции света на синусоидальной акустической решетке и наблюдение фазовой решетки методом темного поля.
В работе используется: оптическая скамья, осветитель, два длиннофокусных объектива, кювета с жидкостью, кварцевый излучатель с микрометрическим винтом, генератор ультразвуковой частоты, линза, вертикальная нить на рейтере, микроскоп.
Ход работы:
-
Соберем слудующую схему:
Для получения параллельного пучка установим щель S на фокусном расстоянии от главной плоскости объектива 
. Фокусное расстояние объектива 
.
-
Ярко осветим щель с помощью конденсора. Предварительную настройку ведем зеленым фильтром.
С помощью листа бумаги найдем резкое изображение щели S в фокальной плоскости F объектива 
. Перемещая микроскоп вдоль оптической скамьи, сфокусируем его на резкое изображение щели. Предметная плоскость микроскопа расположена на расстоянии 2-4 см от его объектива.
-
Включим ультразвуковой генератор и частотомер. Плавно изменяя ширину щели S, её наклон и положение конденсора, добьемся оптимальных условий наблюдения дифракционных полос.
-
Заменим широкополосный зеленый фильтр красным. Измеряя ширину щели S, её наклон и положение конденсора, добьемся оптимальных условий наблюдения дифракционных полос.
-
При увеличении интенсивности мощности ультразвука, начинают появляться побочные дополнительные полосы.
-
Найдем четкую дифракционную картину и, перемещая излучатель с помощью микрометрического винта, оценим по порядку величины длину ультразвуковой волны.
. Длинна световой волны 
Величина ультразвуковой волны: 
=1,09мм. 
отсюда следует, что, если мы знаем частоту генератора 
, скорость ультразвуковой волны оценочно равна
.
-
Измерим положение
![]()
шести-семи дифракционных максимумов с помощью поперечного микрометрического винта микроскопа. 1дел=4мкм.
шести-семи дифракционных максимумов с помощью поперечного микрометрического винта микроскопа. 1дел=4мкм.Такие измерения проведем для 5 различных частот в диапазоне около 1 Мгц.
Погрешность измерения положения дифракционных максимумов составит 3 дел.
Порядковый номер максимума мы можем определить точно(принимает дискретные значения). Затем построим график зависимости 
| N | -3 | -2 | -1 | 0 | 1 | 2 | 3 |
|
| 87 | 52 | 15 | -22 | -57 | -99 | -139 |
Модуль коэффициента наклона графика 
Считаем 
следовательно такое значение должно наблюдаться в 70% измерений.
Длина ультразвуковой волны 
Скорость ультразвуковой волны 
| N | -3 | -2 | -1 | 0 | 1 | 2 | 3 |
|
| 85 | 51 | 9 | -26 | -62 | -103 | -142 |
Модуль коэффициента наклона графика 
Считаем 
следовательно такое значение должно наблюдаться в 80% измерений.
Длина ультразвуковой волны 
Скорость ультразвуковой волны 
| N | -3 | -2 | -1 | 0 | 1 | 2 | 3 |
|
| 96 | 56 | 15 | -26 | -65 | -113 |
Модуль коэффициента наклона графика 
Считаем 
следовательно такое значение должно наблюдаться в 80% измерений.
Длина ультразвуковой волны 
Скорость ультразвуковой волны 
| N | -3 | -2 | -1 | 0 | 1 | 2 | 3 |
|
| 92 | 5 | 14 | -29 | -70 | -114 | -157 |
Модуль коэффициента наклона графика 
Считаем 
следовательно такое значение должно наблюдаться в 80% измерений.
Длина ультразвуковой волны 
Скорость ультразвуковой волны 
| N | -3 | -2 | -1 | 0 | 1 | 2 | 3 |
|
| 81 | 46 | 12 | -28 | -63 | -98 | -139 |
Модуль коэффициента наклона графика 
Считаем 
следовательно такое значение должно наблюдаться в 90% измерений.
Длина ультразвуковой волны 
Скорость ультразвуковой волны 
Средняя скорость ультразвука, полученная в нашем опыте:
Табличное значение скорости звука в воде: 1 348 м/с.
Полученное нами значение немного больше табличного. Это вызвано тем, что в воде в кювете присутствовали примеси различных солей.
-
Для перехода к методу тёмного поля:
![]()
Не смещая микроскоп, поставим рейтер с вертикальной нитью в фокальной плоскости F объектива 
и, перемещая рейтер вдоль оптической скамьи, найдем резкое изображение нити. Оно совпадает с резким изображением щели. Не смещая рейтер с нитью, отодвинем микроскоп и поставим дополнительную линзу между нитью и микроскопом.
-
К задней стенке кюветы прижмем стеклянную пластинку с миллиметровыми делениями. Откроем пошире входную щель. С помощью листа бумаги найдем плоскость, в которой располагается резкое изображение линейки, созданное двумя линзами. Передвигая микроскоп, сфокусируем его на изображение пластинки.
-
Определим цену деления окулярной шкалы в условиях опыта. Для этого совместим самые дальние из хорошо видимых в поле зрения миллиметровых делений пластинки с делениями окулярной шкалы и запишем количество тех и других делений.
9,0 делений – окулярная шкала
8,0 делений- линейка
Получаем, что 1 деление окулярной шкалы соответствует 0,89мм.
-
Уберем пластинку из кюветы и уменьшим ширину входной щели. Включим генератор и попытаемся увидеть звуковую решетку.
-
Закроем центральный дифракционный максимум вертикальной нитью. Удобно устанавливать нить в отсутствие УЗ-сигнала.
-
Включим генератор и найдем изображение акустической решетки.
-
Измерим длину УЗ волны в воде. Для этого с помощь окулярной шкалы измерим расстояние между самыми дальними из хорошо видимых в поле зрения темных полос и просчитаем число промежутков между ними.
| Пол. 1 макс, Дел ок | Пол. 2 макс, Дел ок |
ок | n |
дел |
|
|
|
|
|
|
| 0,4 | 9,7 | 9,3 | 13 | 0,72 | 1,28 | 0,04 | 1,16992 | 0,0002 | 1,50 | 0,06 |
| 0,2 | 9,7 | 9,5 | 14 | 0,68 | 1,21 | 0,04 | 1,22847 | 0,0002 | 1,49 | 0,06 |
| 0,1 | 9,6 | 9,5 | 15 | 0,63 | 1,12 | 0,04 | 1,29936 | 0,0002 | 1,46 | 0,06 |
| 0,0 | 9,8 | 9,8 | 13 | 0,75 | 1,34 | 0,04 | 1,08663 | 0,0002 | 1,46 | 0,06 |
дел
мм
,мм
МГц
Получаем значение скорости распространения УЗ излучения:
.
-
В заключение работы проделаем качественные эксперименты.
Характеристики
Тип файла документ
Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.
Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.
Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
