[实用新型]声光调制实验仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种声光调制的物理实验装置，具体地说是一种利用水波作为声表面波来研究声表面波性质的声光调制实验仪。

背景技术

声光调制方法作为凝聚态物理中的一个重要方法在科学研究中广泛应用。在实际科学研究中所采用的声光调制装置结构复杂，价格昂贵，不易维护，因而不适合应用到实验教学中。到目前为止，由于没有适合教学实验中使用的实验装置，因此，国内高校的物理实验教学中关于利用声光调制研究物体表面波性质的实验还无法展开，也没有一个专门用于物理实验教学的声光调制实验仪。

发明内容

为了弥补没有物理实验教学用声光调制实验装置的不足，本发明的目的是提供一种专门用于物理实验教学的声光调制实验仪。该实验仪是一种价廉、简易、方便、准确的研究声光调制的实验装置。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种声光调制实验仪，其特征在于：它包括点振动源、点振动源发生器、激光器、水槽和光屏，用来调节点振动源振动频率的点振动源发生器与点振动源连接；点振动源位于注有水的水槽内，并通过点振动源发生器在水槽中形成同心圆式的水波；激光器设置在水槽的一侧，且产生的激光入射到水波上；光屏设置在与激光器相对应的位置，并且激光器产生的激光经水波反射到光屏上得到衍射图样。

本发明中，所述点振动源可以是单针点振动源或双针点振动源。为了研究同心圆水波的性质和结构，采用单针点振动源；为了研究干涉水波的性质和结构，则采用双针点振动源。

为得到最佳水波，所述水槽内注水约4cm深，点振动源末端浸入水槽中的水面之下约1mm。

本发明中，采用光强计得到衍射图样中衍射斑的强度。

本发明使用声表面波来调制光，通过研究出射光的性质来研究声表面波的性质，声表面波通过水波来实现。实验时，将点振动源末端浸入水槽中的水面之下，带动水面在点振动源的周围形成同心圆式的水波，将激光入射到水波上，在激光反射的方向上观察到衍射图样，使用读数屏读出衍射图样中各衍射斑之间的距离及衍射图样的纵向范围，并使用光强计读出各衍射斑的强度，从而从衍射图样的性质反推出水波的性质。

本发明所述的声光调制实验仪为高校物理实验教学、演示声光调制研究物体表面波性质提供了一套价廉、简易、方便、准确的实验装置，具有以下优点：

1、可以连续测量点振动源振动频率范围内所有频率对应的水波波长及振幅。

2、通过作出水波波长随振动频率的变化曲线可以研究水波的色散关系。

3、通过研究色散关系中毛细波和重力波贡献的大小可以确定水波成分。

4、通过改变激光入射点在水面上的位置可以研究水波的衰减规律。

5、可以根据需要选择使用单针点振动源或双针点振动源，从而可以研究同心圆水波及干涉水波的性质和结构。

6、实验操作简便，数据稳定可靠，重复性好。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明实验过程中得到的衍射图样；

图3是本发明测量得出的水波色散关系。

具体实施方式

一种本发明所述的声光调制实验仪，包括点振动源1、点振动源发生器2、激光器3、水槽4和光屏5。点振动源发生器2用来调节点振动源1的振动频率，点振动源发生器2与点振动源1连接。点振动源1位于注有水的水槽4内，并通过点振动源发生器2在水槽4中形成同心圆式的水波；激光器3设置在水槽4的一侧，且产生的激光入射到水波上；光屏5设置在与激光器3相对应的位置，激光器3产生的激光经水波反射后射到光屏5上，并得到衍射图样。