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声光衍射与液体中声速的测定复习题 一. 重点与难点 （一）重点： 1．超声波在液体中形成超声位相光栅的机理。 2．超声位相光栅对入射光的衍射作用，公式 的意义。 3．声光衍射的条件及衍射光路的安排。 4．最佳衍射图样的获得。 （二）难点： 1．正确认识超声波在液体中形成超声位相光栅的机理。 2．超声位相光栅对入射光的衍射作用。 3．声光衍射图样的获得。 4．光路和仪器调节要点，获得最佳衍射图样的方法。 二．例题 利用如图所示的光路，用游标卡尺测得超声光栅的±1级频谱点的间距为, ±2级频谱点的间距为, ±3级频谱点的间距为,又用米尺测得,已知激光波长为，用公式，求超声波的波长。 解：因很小， 三．填空题 声波的传播必须要通过 才能实现，而 波传播则不需要。 声波在气体、液体中传播时，只能以 形式传播，在固体中传播时还可以 、 等形式传播。 声波在液体介质中传播时，沿声波 的方向，液体密度会呈现 相间的周期性变化，其波长与超声波波长 。 当光波垂直通过存在声波的液体时，相当于通过一个 ，并产生光的 现象，这种现象称为 。 存在着超声波场的介质具有光栅衍射的特性，可以称为 。 液体介质中的超声光栅可以是 形式，也可以是 形式。 行波形式的超声光栅，其栅面的空间位置是随 移动的。 驻波形式的超声光栅，其栅面在空间可以认为是 。 超声光栅形成各级衍射的条件是 。 有多级衍射的声光衍射现象称为 衍射，只有当超声波频率 ，入射角 时才能产生这种衍射。 只有零级及±1级衍射的声光衍射称为 衍射，这种情况只发生在超声波频率 ，且光束 入射时才能发生。 当测出超声波的波长(s，超声波的频率fs时，则超声波在该液体中的传播速度 。 实验中采用压电材料的 效应产生超声波，并在液槽中产生超声 场，形成超声光栅。 压电材料在交变电场作用下产生超声振动，当 的频率达到换能器的 时，此时超声振幅达到极大值。 声光衍射实验中，调节光路时，激光束应与液槽入射面尽量 。 液槽内形成良好的驻波超声光栅时，压电陶瓷与反射面应 。 答案：1.介质，电磁（光波）； 2.纵波，横波，表面波； 3.传播（前进），疏密，相同； 4.光栅，衍射，声光射衍；5.超声光栅；6. 行波，驻波； 7. 时间；8.固定； 9. (m=0，±1，±2，……)；10.喇曼-奈斯，较低，较小；11.布喇格，较高，以一定的角度；12. ；13.逆压电，驻波；14.交变电压，固有频率；15.垂直；16.平行 四．选择题 1．当声波的频率超过 Hz时，就被称为超声波。 A. 20 B. 200 C. 2000 D. 20000 2．声波的传播速度与______有关。 A. 介质 B. 频率 C. 温度 3．声波在气体、液体介质中传播时的存在形式是______。 A. 横波 B. 纵波和横波 C. 纵波 4．超声驻波的特征有：______。 A.各点振幅不同，呈周期变化。 B.各点振幅相同，不呈周期变化。 C.波长为原声波波长，它不随时间变化。 D.波长有时为原声波波长，它随时间变化。 E.位相随时间变化，不随空间变化。 5．驻波超声光栅的光栅常数是______. A.超声波的半波长 B.超声波的波长 C.超声波的2倍波长 6．实验中需要调节______，方能使衍射图样左右对称、光斑最多、亮度最大。 A.液槽的方位 B.液槽的俯仰角 C.液体的温度 D.声光衍射仪的频率 E.换能器的位置 答案： 1.D 2. A、C 3.C 4.A、C、E 5.B 6.A、B、D、E X3 X2 X1 白屏 l 超声光栅 Laser θ