声光衍射法测定液体中的声速
【实验步骤】
一、激光器、水槽、声光衍射仪都已放置好,连线已接好。
二、传感器连线已接好。
三、采集声光衍射光强度分布图
(1)打开接口电源(绿灯亮)


(2)运行科学工作室软件,软件自动搜索并识别科学工作室接口(必须先打开接口电源才能再运行软件);

如果接口连接失败,将出现如下图所示,则应检查接口①电源是否已经打开,②接口与计算机的连接是否正常。选择500型接口进入软件,然后选择“实验”菜单中的“连接到接口”重新搜索,直到搜索到接口。

(3)按住数码式插头,拖动到1插口。设置为:旋转移动传感器。设置为1440



(4)按住模拟式插头,拖动到C插口。设置为光传感器。

(5)点击取样选项(或者实验菜单下的取样选项),将频率设置为100Hz(1秒采集100个数据点)

(6)图表记录数据
按住并拖动“图表”到采集通道,设置坐标。

x轴设置为:旋转移动传感器的“位置”,

y轴设置为:光传感器的“强度”

这样就可以得到不同位置的光强度分布图,即衍射图样。
(7)采集数据
①移动“旋转移动传感器”,将光阑从光斑一侧,然后点击“记录”按钮,开始记录数据

②缓慢、匀速地移动“旋转移动传感器”,移动至光斑另一侧(光传感器也一起移动从而同时采集位置和光强数据)。然后点击“停止”。图表上便会显示出声光衍射光强分布图。

这个步骤是自动采集数据的过程,旋转移动传感器采集位置数据,光传感器采集光强数据)
③采集结束后,点击优化按钮,查看声光衍射图。

衍射图要求:①有±2级条纹;②左右基本对称;
如果只有±1级亮条纹,没有±2级亮条纹。可能的原因有:
<1>声光衍射仪的频率不在共振频率左右
调节方法:共振频率大概在10.7MHz ,应该根据实验结果判断频率是否合适。即如果能看到±2级亮条纹,则频率合适。如果看不到±2级亮条纹,则重新微调频率,重新得出衍射图像,看是否有±2级亮条纹。如此反复,直至看到±2级亮条纹。
<2>换能器未与正对面的玻璃平行
调节方法:微调换能器角度。根据实验结果判断是否平行。即微调换能器角度,然后重新得出衍射图像,看是否有±2级亮条纹。如此反复,直至看到±2级亮条纹。
如果两边条纹不对称。可能的原因有:
激光没有垂直入射至光栅
调节方法:微调光栅(水槽)的角度,使激光垂直光栅。是否垂直,要根据实验结果判断。即,微调光栅(水槽)的角度,重新得出衍射图像,看是否对称,如不对称,则再微调光栅(水槽)的角度,直至得到左右对称的衍射图像。
如果出现削峰。可能的原因有:
光强超过光传感器的测量范围
调节方法:选择缝宽较小的光阑,或修改放大倍数。
【说明】:采集的过程很快,很简单,可以重复做。


五、数据测量
了解图表功能的使用,掌握图形优化、放大、取值、图标设定等功能的操作。(每个图标都可以去试试,了解其功能)

(1)测量±1级之间的距离(k取1)

重复测量8次
①十字交叉点 放在左边位置

②按住左键,拉至右边位置,在底部读出数据

±K级间间距

±1级间距
测量过程短视频(注:短视频是以测量±2级之间距离为例,本实验需要测量的是±1级之间距离)

(2)测量超声光栅的位置,


(3)测量光屏的位置


(4)激光的波长为650nm
【打印方法和步骤】
(1)点击

填写图名,姓名,学号

(2)调整图表窗口大小。(按照下图步骤①②③调节)

(3)窗口大小调整完毕后,点击“图形优化”按钮。使图形分布合适。检查图表设定是否按照要求设定(图名,等)


(3)点击菜单“编辑”下的“复制”,图表复制后,粘贴到Word,并打印。然后到打印机处拿,写实验报告的时候贴在实验报告中。


【注意】:一定要按照(2),(3)调整好之后,才能复制到Word
实验完成(指导老师签字)后,整理实验仪器:
1 关闭声光衍射仪,激光器电源;
2 关闭科学工作室接口电源;
3 电脑关机;
4 填写“实验仪器使用情况登记表”。
实验报告注意事项视频:
