1-声光热

专题一：声、光、热专题

一、主要知识点

（一）声

1、声音是由于物体的振动产生的，发声的物体叫声源。

2、声音是靠介质传播的，气体、液体、固体都是传声的介质，真空不能传播声音。

人听到声音的条件：声源---→介质---→耳朵

3、一般情况下气体中的声速小于液体和固体中的声速。

4、回声的产生：回声到达人耳与原声到达人耳的时间间隔在0.1s以上时，人能够把原声与回声

区分开，就听到了回声，否则回声与原声混合在一起使原声加强。

5、声音分为乐音和噪声。乐音有三个特征：音调、响度、音色。

6、音调的高低是由发声体震动的频率决定的，音调高听起来尖细，音调低听起来就低沉。

7、响度与发声体的振幅有关，振动幅度越大响度越大，震动幅度越小响度越小。

响度还与距发声体的远近有关，距离越近，感到的响度就越大。

8、音色：也叫音质、音品，它与发声体的材料、结构、和震动方式等因素有关。

人们通常通过辨别音色，来辨别不同的发声体。

9、噪声的控制：

（1) 在噪声的发源地减弱它，（2）在传播途中隔离和吸收，（3）阻止噪声进入人耳。

10、超声波、次声波：高于20000Hz的声波称为超声波，低于20Hz的声波称为次声波。

（二）光

1、能发光的物体叫光源。

2、光在同一种介质中是沿直线传播的。现象：影子的形成，日食和月食，小孔成像……

3、光在真空中传播速度最快，c=3×108 m/s 。在水中约为真空中的3/4，玻璃为真空的2/3 。

4、光的反射定律：反射光线与入射光线、法线在同一平面内；反射光线和入射光线分居法线两侧；

反射角等于入射角。（镜面反射与漫反射都遵循反射定律）

5、平面镜成像的特点：像与物大小相等，像与物的连线与平面镜垂直，像到平面镜的距离等于物

体到平面镜的距离。原理：光的反射现象。所成的是虚像。

6、球面镜的利用：凸面镜：汽车观后镜……

凹面镜：太阳灶，手电筒的反光装置……

7、光的折射：光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向会发生偏折，这种现象叫光的折射。

8、光的折射定律：光发生折射时，折射光线、入射光线、法线在同一平面内；折射光线和入射光

线分居法线两侧；当光线从空气中折射入介质时，折射角小于入射角；当光线从介质中折射入空气时，折射角大于入射角。

9、光发生反射与折射时，都遵循光路可逆原理。

10、白光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫、七种单色光组成的复色光。

11、当白色光（日光等）照到物体上时，一部分被物体吸收，另一部分被物体反射，这就是反射

光，我们看到的就是反射光，不反射任何光的物体的颜色就是黑色。

12、凸透镜对光有会聚作用，凹透镜对光有发散作用。平行于凸透镜主光轴的光线会

聚于焦点，通过凸透镜焦点的光线平行于主光轴射出，通过凸透镜光心的光线传

播方向不变。凸透镜的焦点是实焦点，凹透镜的焦点是虚焦点。

13、凸透镜的确定方法

（1）手摸法：中间厚边缘薄的为凸透镜。

（2）聚焦法：用太阳光对着透镜照能得到细小亮斑的是凸透镜。

（3）放大法：看书上的字放大的是凸透镜。

14、透镜的两个镜面所在球心的连线叫主轴，焦点到光心的距离叫焦距，焦距越短折

光能力越强。

15、放大镜的使用：放大镜成正立、放大的虚像，物像同侧。使用时应使物体尽量远

离透镜，但物距不得超过一倍焦距。

16、幻灯机与投影仪：都是将较小的物体经凸透镜在屏幕上成放大的像，投影仪中平

面镜的作用是改变光的传播方向，要使得到的像更大，应把幻灯机或投影仪远离

屏幕并把影片与透镜的距离调近。

17、照相机：较大的物体经凸透镜后成较小的像，景物离照相机越远，拍到的像就越小

要使拍到的像大些，应使照相机离物近些，同时将镜头与底片的距离调大些。

简言之：要使像大，减物距，增像距。

要使像小，增物距，减像距。

18、放大镜、幻灯机、照相机是代表凸透镜成不同像的三种最基本的光学仪器。

19、显微镜：目镜和物镜都是凸透镜，物镜相当于幻灯机，目镜相当于放大镜。它是

对物体的两次放大，物镜成放大实像，目镜成放大虚像。

显微镜对物体的放大倍数=物镜的放大倍数×目镜的放大倍数

20、望远镜的目镜和物镜都可以由凸透镜组成，物镜相当于照相机，目镜相当于放大

镜，先由物镜把远处的物体拉近成实像，再由目镜放大成虚像。我们看远处的物

体通过望远镜使视角变大了，所以能看得很清晰。

21、近视的形成：（1）睫状体功能降低不能使晶状体变薄，晶状体折光能力大。

（2）眼球的前后方向上过长。这两种结果都能使像成在视网膜前方，形成近视。

因为凹透镜对光有发散作用，所以用凹透镜制成眼镜矫正近视。

22、远视的形成：（与近视相反）用凸透镜矫正。

23、眼镜的度数：凹透镜的度数是负的，凸透镜的度数是正的。凸透镜越厚，焦距就小，度数就越大。凹透镜中心越薄，焦距就小，度数就越大。度数=100/f(f为焦距，单位：米）

24、巧记凸透镜成像的区分：

物近像远像变大，一倍焦距分虚实，

二倍焦距分大小，实像总是倒立的。

（三）热

1、温度计的原理：是根据液体的热胀冷缩的性质制成的。

2、摄氏温度的规定：在大气压为1.01×105 Pa时，把冰水混合物的温度规定为0度，而把水的沸

腾温度规定为100度，把0度到100度之间分成100 等份，每一等份称为1摄氏度，用符号℃表示。

3、温度计的使用：

⑴让温度计与被测物长时间充分接触，直到温度计液面稳定不再变化时再读数，

⑵读数时，不能将温度计拿离被测物体，

⑶读数时，视线应与温度计标尺垂直，与液面相平，不能仰视也不能俯视。

⑷测量液体时，玻璃泡不要碰到容器壁或容器底。

4、体温计：量程一般为35～42℃，分度值为0.1℃。

5、熔化、凝固：

6、固体分为晶体和非晶体。

晶体：有固定熔点即熔化过程中吸热但温度不变。如：金属、食盐、明矾、石英、冰等

非晶体：没有一定的熔化温度变软、变稀变为液体。如：沥青、松香、玻璃

7、汽化和液化，汽化有两种方式：蒸发和沸腾

8、影响蒸发的因素：液体的温度、液体的表面积、液面的空气流通速度。

9、液体沸腾的条件：温度达到沸点，且能继续从外界吸热。

10、沸腾的现象：从底部产生大量气泡，上升，变大到液面破裂，放出气泡中的水蒸气。

液体沸腾时的温度叫沸点，液体的沸点与气压有关，液面气压越小沸点越低，气压越大沸点

越高。高原地区普通锅里煮不熟鸡蛋，就是因为气压低，沸点低造成的。

高压锅是利用增大液面气压，提高液体沸点的原理制成的。

11、液化的两种方式：降低温度和压缩体积。

12、升华、凝华

13、物态变化的应用：写出下列现象分别属于哪种物态变化？

（1）雾淞的形成 ； （2）雪灾时电线上的冰挂 ；

（3）早晨树叶上的露珠 ； （4）雨凇的形成 ；

(5) 冬季窗户玻璃上结有冰花 ； （6）灯泡用久了会变黑 ；

（7）雾的形成 ； （8）冬天的鹅毛大雪 ；

(9)冬天冰冻的衣服晒干 ；（10）夏天洗完的衣服晒干 ；

(11)烧水时壶嘴旁产生的白气 ；（12）雪糕化了

；

（13）固体空气清新剂；（14）舞台上干冰形成的白雾；

（15）冰棒纸上结的“霜”；（16）冰棒冒“白气”。

归类：吸热的物态变化有，放热的物态变化有

二、例题

例1．声音与我们的生活密切相关。以下关于声现象的说法正确的是（）。

A．有些高科技产品，不振动也可以发出声音

B．“闻其声而知其人”主要是根据声音的响度来判断的

C．市区内某些路段“禁鸣喇叭”这是在声音传播的过程中减弱噪音

D．用超声波能粉碎人体内的“结石”说明声波具有能量

例2．如图在探究声音的实验中，能用来探究影响音调高低因素的是（）

例3．古诗“少小离家老大回，乡音无改鬓毛衰”中的“乡音无改”主要指没有改变（）A．音响B．响度C．音色D．方言、土语

例4．动画片的配音常用慢录快放的方式，把成年人的声音变成了小孩的声音，这样做能够使声音（）

A．音调变高B．响度变大C．音色变好D．传播速度变大

例5．实验中学有一个150m×80m大小的操场，广播室在操场两端架起两个音箱S1和S2（如图）高老师绕场一周试听了一番，两音箱发出的声音在甲、乙、丙、丁四处（他们分别是各边的中点）觉得有两处声音含混不清，则这两点处是（）

A. 甲和乙B．甲和丙C．乙和丁D．丁和丙

例6．火车钻山洞时，车轮在钢轨上滚动的声音跟火车在洞外行驶相比（）A．声音轻了B．声音响了

C．声音没有变化D．声音消失了

例7．站在百米赛跑终点的计时员，听到起跑的枪声后立即开始计时，测得李明同学百米赛的时间是14.00秒，当时气温15℃，则李明同学跑百米的真实时间是（）

A．14.29秒B．14.00秒

C．13.71秒D．无法确定

例9．如图所示，小明将两端开口的圆筒A端用半透明薄纸制成光屏，并把圆筒插入剪去顶部的易拉罐中，制成了一个光屏可移动的小孔成像观察仪，用观察仪进行小孔成像实验，下列说法正确的

是：

A．此观察仪成像是光的折射现象

B．实验时，应将小孔对着物体，眼睛在B端观察光屏上物体的像

C．实验时，应将B端对着物体，眼睛在小孔处观察光屏上物体的像

D．如果增大光屏与小孔之间距离，则光屏上物体的像变小

例10．在水深1m的湖面上空，一只画眉停在岸边柳树距水面5m高的树杈上婉转的唱歌；在水中有一条红色的小鲤鱼悠然的游动。静观湖面，“小鲤鱼”、“画眉鸟”和“柳树”浑然一体，好一幅如诗如画的美景！关于上述情景，下列阐述错误的

．．．是( )

A．水中的“画眉鸟”是树上的画眉鸟通过水面反射形成的—个虚像

B．站在岸边看见的“小鲤鱼”到水面的距离肯定小于1m

C．水中的“画眉鸟”距离水面1m

D．我们看到水中的“画眉鸟”和“小鲤鱼”都是虚像

例11．某校新建成一个喷水池，在池底的中央安装了一只射灯．池内无水时，射灯发出的一束光照在池壁上，在S点形成一个亮斑，如图所示．现往池内注水，水面升至a位置时，站在池旁的人看到亮斑的位置在P点；如果水面上升至b位置时，人看到亮斑的位置在Q点，则

A．P点在S点的上方，Q点在S点的上方

B．P点在S点的上方，Q点在S点的下方

C．P点在S点的下方，Q点在S点的上方

D．P点在S点的下方，Q点在S点的下方

例12．如图甲所示是一个魔术箱，魔术箱顶部的中央有一条窄缝．使激光笔产生的激光束从左侧的小孔射入，从右侧小孔射出．将一块遮光板从顶部的窄缝插入箱中，可见遮光板并没有挡住激光束的传播．若魔术箱内部只由若干平面镜组成，根据这一奇怪的现象，小明对魔术箱内部的结构（如图乙）进行了猜想，下列猜测合理的是

A．内部有一块平面镜即可B．内部有二块平面镜即可

C．内部至少有三块平面镜D．内部至少有四块平面镜

例13．一种涂有半透膜的平面镜，它对投射来的光既能透过又能反射.现有一电影摄制组在海边拍电影，当摄影机对准大海时，在摄影机与大海之间以45°角放一块半透膜的平面镜MN，且在此镜的两侧分别有一跑步的演员和一辆行驶着的汽车，如图所示.则拍摄成的电影放映时，银幕上（）

A.只有演员在海面上跑步

B.只有汽车在海面上行驶

C.演员在沙滩上跑步，汽车在海面上行驶

D.演员在海面上跑步，汽车在海面上行驶

例14．如图，在注有清水的试管内留有一稍大的空气泡，使太阳光的正上方向下照，观察试管下方的白纸，可以发现白纸上与空气泡相对应的位置上，有一椭圆黑影，而其他部分竟是一条与试管平行的亮线，下列说法中正确的是（）

A.试管充满水的地方相当于凸透镜，气泡与周边的水组成凸透镜

B.试管充满水的地方相当于凹透镜，气泡与周边的水组成凹透镜

C.试管充满水的地方相当于凸透镜，气泡与周边的水组成凹透镜

D.试管充满水的地方相当于凹透镜，气泡与周边的水组成凸透镜

例15．如图所示，水平桌面上斜放着一个平面镜M，桌面上的小球按图示方向滚动．要使小球在平面镜中所成的像沿竖直方向下落，则镜面与桌面间的夹角α应为（）

甩回玻璃泡内，结果三人的体温都是39.5℃，有关三人的真实体温，下列说法正确的是（）A．甲的体温一定是39.5℃

B．三人体温都是39.5℃

C．乙、丙两人的体温都低于39.5℃

D．三人的体温都不是39.5℃

例17．一只温度计的刻度均匀但示数不准，将它放入一个标准大气压下的沸水中，示数为95０Ｃ，放在冰水混合物中示数为5０Ｃ，现把该温度计挂在教室的墙壁上，它的示数为32０Ｃ，则教室的实际温度是（）

A．27０ＣＢ．30０Ｃ

Ｃ．32０ＣＤ．37０Ｃ

例18．当两个物体温度相同时，它们之间不会发生吸热或放热现象．将装水的密闭小瓶放在大烧杯里的水中间，把烧杯放在电冰箱的冷冻室内，过一段时间取出烧杯，发现烧杯中有一半的水结成了冰，此时小瓶中的水

A．只有表面的水结冰

B．有一半的水结成冰

C．都没结冰

D．都已结冰

例19．从冰箱内取出的冰棍周围会弥漫着“白气”；水烧开后水壶嘴会喷出“白气”。下列分析正确的是( )

A．冰棍周围的“白气”是冰熔化成的小水珠

B．这两种情况的“白气”都是水蒸气

C．壶嘴喷出的“白气”是壶嘴喷出的水蒸气液化成的小水珠

D．这两种情况的“白气”都是空气中原来的水蒸气液化而成的小水珠

例20．蔬菜加工企业为了避免蔬菜在长途运输、贮存等环节中腐烂变质及高温杀菌时对蔬菜营养成分的破坏，常常对蔬菜进行真空脱水，使之成为脱水蔬菜。从物理学的角度看，真空脱水的道理是（）

A．真空环境的温度极低，可使蔬菜中的水分迅速凝固并升华，从而实现脱水

B．真空环境的温度很高，可使蔬菜中的水分在短时问内迅速汽化，从而实现脱水

C．真空环境的空气密度很小可迅速提高蔬菜中水分子的运动速度，从而实现脱水

D．真空环境的气压很低，降低了水的沸点，使蔬菜中的水分迅速汽化，从而实现脱水

例21．下列对生活中一些现象的解释错误的是

A．用冰袋给高热病人降温，是因为冰熔化吸热

B．用手沾些冷水去拿包子不会太烫，是因为水汽化吸热

C．用久了的电灯泡玻璃壁会变黑，是因为灯丝发生了汽化和凝固现象

D．舞台上用干冰能制造白雾，是因为干冰升华吸热使水蒸气液化

例22．生活中常用碗炖食物，如图所示。碗与锅底不接触，当锅里水沸腾后碗中的汤

A．同时沸腾了

B．稍后也沸腾了

C．温度低于沸点，不会沸腾

D．温度达到沸点，但不会沸腾

例23．下列连接正确的一组是( )

实验一 声光调制实验

实验一 声光调制实验 早在本世纪30年代就开始了声光衍射的实验研究。60年代激光器的问世为声光衍射现象的研究提供了良好的光源，促进了声光效应理论和应用研究的迅速发展。声光效应为控制激光束的频率、方向和强度提供了一个有效的手段。利用声光效应制成的声光器件，如声光调制器、声光偏转器和可调谐滤光器等，在激光技术、光信号处理和集成光通讯技术等方面有着重要应用。声光效应已广泛应用于声学、光学和光电子学。近年来，随着声光技术的不断发展，人们已广泛地开始采用声光器件在激光腔内进行锁膜或作为连续器件的Q 开关。由于声光器件具有输入电压低驱动功率小、温度稳定性好、能承受较大光功率、光学系统简单、响应时间快、控制方便等优点，加之新一代的优质声光材料的发现，使声光器件具有良好的发展前景，它将不断地满足工业、科学、军事等方面的需求。 一、实验目的 1、掌握声光调制的基本原理。 2、了解声光器件的工作原理。 3、了解布拉格声光衍射和拉曼—奈斯声光衍射的区别。 4、观察布拉格声光衍射现象。 二、实验原理 （一）声光调制的物理基础 1、弹光效应 若有一超声波通过某种均匀介质，介质材料在外力作用下发生形变，分子间因相互作用力发生改变而产生相对位移，将引起介质内部密度的起伏或周期性变化，密度大的地方折射率大，密度小的地方折射率小，即介质折射率发生周期性改变。这种由于外力作用而引起折射率变化的现象称为弹光效应。弹光效应存在于一切物质。 2、声光栅 当声波通过介质传播时，介质就会产生和声波信号相应的、随时间和空间周期性变化的相位。这部分受扰动的介质等效为一个“相位光栅”。其光栅常数就是声波波长λs ，这种光栅称为超声光栅。声波在介质中传播时，有行波和驻波两种形式。特点是行波形成的超声光栅的栅面在空间是移动的，而驻波场形成的超声光栅栅面是驻立不动的。 当超声波传播到声光晶体时，它由一端传向另一端。到达另一端时，如果遇到吸声物质，超声波将被吸声物质吸收，而在声光晶体中形成行波。由于机械波的压缩和伸长作用，则在声光晶体中形成行波式的疏密相间的构造，也就是行波形式的光栅。 当超声波传播到声光晶体时，它由一端传向另一端。如果遇见反声物质，超声波将被反声物质反射，在返回途中和入射波叠加而在声光晶体中形成驻波。由于机械波压缩伸长作用，在声光晶体中形成驻波形式的疏密相同的构造，也就是驻波形式的光栅。 首先考虑行波的情况，设平面纵声波在介质中沿x 方向传播，声波扰动介质中的质点位移可写成 ()x k t u u s s -=ωcos 01 (1) μ0是质点振动的振幅，ωs 是声波频率，k s 是声波波矢量的模。相应的应变场是 ()x k t k u x u S s s s -=??-=ωsin 01 (2) 对各向同性介质，折射率分布为

大学物理实验之声光效应

声光效应电子教案 一、实验目的 ①了解声光效应原理 ②了解布拉格衍射现象的实验条件和特点 ③通过对声光器件衍射效率、中心频率和带宽的测量加深对其概念的理解 ④测量声光偏转和声光调制曲线 二、实验原理简述 声光效应就是研究光通过声波扰动的介质时发生散射或衍射的现象。由于弹光效应，当超声纵波以行波形式在介质中传播时会使介质折射率产生正弦或余弦规律变化，并随超声波一起传播，当激光通过此介质时，就会发生光的衍射，即声光衍射。衍射光的强度、频率、方向等都随着超声波场而变化。其中衍射光偏转角随超声波频率的变化现象称为声光偏转；衍射光强度随超声波功率而变化的现象称为声光调制。主要用途有：制作声光调制器件，制作声光偏转器件，声光调Q开关，可调谐滤光器，在光信号处理和集成光通讯方面的应用。 声光衍射可以分为拉曼-拉斯（Ranman-Nath）衍射和布拉格（Bragg）衍射两种情况。本实验室主要研究钼酸铅晶体介质中的布拉格衍射现象。 布拉格方程：θB=sinθB=λfs/2nvs ，其中θB 为布拉格角，λ为激光波长，n为介质折射率，vs 为超声波在介质中的速率。由此知不同的频率对应不同的偏转角φ=2θB，所以可以通过改变超声波频率实现声光偏转。 布拉格一级衍射效率为：η1=I1/Ii=sin2((π/λ).(LM2Ps/2H)1/2) ，其中Ps为超声波功率，M2为声光材料的品质因素，L、H分别表示换能器的长和宽。由此知当超声功率改变时，η1也随之改变，因而可实现声光调制。 三、实验仪器的结构或原理简图及仪器简介 主要实验仪器如图1所示：有半导体激光器、声光器件及转角平台（图2）、超声波功率信号源、频率计、光强仪、示波器、光具座、支架、导线等附件。各仪器原理、具体型号及参数见声光效应实验讲义。 图1 声光效应主要实验仪器 图2 转角平台和声光器件

声光热综合测试题

声光热综合测试题 一、选择题(12×3分=36分) 1、下列能源中，不是直接或间接来自太阳的是（） A．煤、石油、天然气 B．、硅光电池供电 C．水流的能量 D．核能 2、下列与声现象有关的说法中正确的是（） A.城市道路旁的隔音板是在入耳处减弱噪声 B.B超是利用了声音可以传递信息 C.我们听不到蝴蝶翅膀振动发出的声音是因为响度太小 D.声音在空气的速度一定是340m/s 3、下列关于图中所示光学现象的描述或解释正确的是： A．图甲中，小孔成的是倒立的虚像 B．图乙中，人配戴的凹透镜可以矫正远视眼 C．图丙中，白光通过三棱镜要吧分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七色光 D．图丁中，漫反射的光线杂乱无章不遵循光的反射定律 4、小王将一杯常温的开水放入正常工作的冰箱的冷冻室中，经过一段较长时间后，杯中的水发生了物态变化，图2四个图像中能正确反映这杯水的物态变化过程的是（） 图2 5、炎热的夏天，戴眼镜的同学从空调房走到室外时，镜片上出现一层薄雾，过了一会儿，镜片又 变得清晰起来．镜片上这两种现象对应的物态变化是( ) A．先汽化，后液化 B．先凝固，后蒸发 C．先液化，后汽化 D．先凝固，后升华 6、一天，小聪告诉小亮，放大镜不仅能把物体“放大”还能把物体“缩 小”！有些惊讶的小亮立刻找来一个放大镜做实验。他把放大镜放到花朵 前某一位置时，看到了如图所示的花朵的正立放大的虚像。接着他按小聪 的提示进行了操作，终于看到了“缩小”的花朵。关于小亮看到“放大” 花朵后的操作及他看到的“缩小”花朵，下列说法正确的是 A．向靠近花朵的方向移动放大镜，看到的是花朵的正立缩小的虚像 B．向靠近花朵的方向移动放大镜，看到的是花朵的倒立缩小的实像 C．向远离花朵的方向移动放大镜，看到的是花朵的正立缩小的虚像 D．向远离花朵的方向移动放大镜，看到的是花朵的倒立缩小的实像 7、关于温度、内能和热量，下列说法正确的是（） A．物体内能增大，一定从外界吸收热量 B．汽油机在做功冲程中把机械能转化为内能 C．物体内能减少时，温度可能不变 D．锯条锯木板时，锯条的内能增加，木板的内能减少 8、在下图中，表示内燃机工作时各冲程的示意图，它们正确的排列顺序为 ( ) A．甲、乙、丙、丁 B．丁、丙、乙、甲 C．甲、丙、乙、丁 D．甲、丁、乙、丙

声光调制实验

声光调制实验 【实验目的】 1、了解声光调制实验原理； 2、研究声场与光场相互作用的物理过程； 3、测量声光效应的幅度特性和偏转特性。 【实验仪器及装置】 声光调制实验仪（半导体激光器、声光调制晶体、光电接收等）、示波器。 图5.1 所示为声光调制实验仪的结构框图。由图可见，声光调制实验系统由光路与电路两大单元组成。 光电接收 线阵激光器声光晶体 信号输出（扩展用） 光电信号信号 解调输出解调输出 主控单元 超声载波信号源 激光电源载波频率指示 载波幅度指示 外接调制信号 Y Ⅰ 或音频信号调制信号源接收光强指示 解调波 Y Ⅱ 调制波 图 5.1声光调制实验系统框图 一、光路系统 由激光管（ L）、声光调制晶体（ AOM）与光电接收（ R）、CCD接收等单元组装在精密光具座上，构成声光调制仪的光路系统。 注：本系统仅提供半导体激光管（包含电源）作为光源，如使用氦氖激光管或其他激光源时，需另配置其它配套电源。 二、电路系统

除光电转换接收部件外，其余电路单元全部组装在同一主控单元之中。 图5.2 主控单元前面板 图5.2 为电路单元的仪器前面板图，各控制部件的作用如下： 电源开关控制主电源，按通时开关指示灯亮，同时对半导体激光器供电。 解调输出插座解调信号的输出插座，可送示波器显示。 解调幅度旋钮用于调节解调监听与信号输出的幅度。 载波幅度旋钮用于调节声光调制的超声信号功率。 载波选择开关用于对声光调制超声源的选择： 关——无声光调制 80MHz——使用 80MHz晶振的声光调制 Ⅰ—— 60～ 80MHz声光调制 Ⅱ—— 80～ 100MHz 声光调制 载波频率旋钮用以调节声光调制的超声信号频率。 调制监视插座将调制信号输出到示波器显示的插座。（输出波形既可与解调信号进行比较，也可呈现出射光的能量分布状态） 外调输入插座用于对声光调制的载波信号进行音频调制的插座。 （插入外来信号时1kHz 内置的音频信号自动断开） 调制幅度旋钮用以调节音频调制信号的幅度。 接收光强指示数字显示经光电转换后光信号大小。 载波电压指示数字显示声光调制的超声信号幅度。 载波频率指示数字显示声光调制的超声信号频率。

九年级物理声光热专题复习

初中物理声、光、热专题复习 一、万丈高楼平地起，知识点滴要积累 1．声音在15℃的空气中的速度是 m/s。 2．光在真空中的速度是 m/s= km/s。 二、基础概念全都懂，重点难点掌握中 1.有些耳聋病人配有骨导式助听器就能听到声音的原理是_________________________。 2.两人相距较远说话时，听不到对方的声音，但同样情况下，用自制的土电话就可以听到相互的说话声；耳朵贴在铁轨上能听到远处火车开来的声音而站起来就听不到了，对此，请你提出一个要研究的问题。 3．宜昌市区主要道口设有噪声监测设备．某时刻该设备的显示屏上显示49．20的数字，这个数字的单位是． 4.我市在科学规划和建设城市时，大量增加水面面积，是利用水的大的特性，且水在蒸发时（选填“吸热”或“放热”），可以调节气温，营造“宜居重庆”的舒适环境。 5.北方冬天的清晨，我们经常看到玻璃窗上有美丽的“冰花”，这是 (选填“室内”或“室外”)空气中的水蒸气遇冷形成的，此过程要热(选填“吸”或“放”)。 6. “炖汤”因味道好而深受茂名人喜爱。“炖汤”就是把汤料和水置于炖盅 煲内的水沸腾过程中，煲盖与煲的缝隙间冒出大量的“白气”，这是现 象(填物态变化)，煲盖不断跳动，这是水蒸气的能转化为煲盖的机 械能。若汤的沸点与水的沸点相同，则盅内的汤 (填“会”或“不会”) 沸腾。 7.炸油条、炸土豆用菜油；煮玉米棒子、煮鸡蛋用水。这样可以对不同烹饪 手段提供各自所需的（选填“热量”或“温度”），这是因为油和水的不同。 8．小明同学用如图所示的装置，研究光的反射规律，其中有一个可折转的光屏，光屏在实验中的作用是：(写出两条) ①；②。 9．像一架照相机，晶状体和角膜的共同作用相当于一个_______透镜，来自物体的光会在视网膜上形成一个__________的像(选填“正立”或“倒立”)。如果长期不注意用眼卫生，会导致近视。有一种治疗近视眼的手术，采用激光对角膜进行处理，使晶状体和角膜构成的透镜对光的偏折能力变得__________些(选填“强”或“弱”)。 三、雷区一一来扫除，一错再错莫要有 （一）声现象中的“音调、响度、音色”，即是重点，有时又不易判断。 1.二胡是我国劳动人民发明的一种弦乐器。演奏前，演员经常要调节弦的松紧程度，其目的在调节弦发 声时的（） A．响度 B．音调 C．音色 D．振幅 剖析：声音的三个特性：音调、响度和音色。音调指的是声音的高低，由振动快慢决定，振动快则音调高，振动慢则音调低。响度指的是声音的大小，由振幅大小和距离发声体的远近决定，振幅越大、距离发声体越近则响度越大，振幅越小、距离发声体越远则响度越小。音色由发声体的材料和结构决定。 变式训练题组： 2．汇演上，小明弹奏电吉他时不断用手指去控制琴弦长度，这样做的目的是为了改变声音的；琴声是通过传播到我们耳中的。 （二）热现象中的“物质三态的六种物态变化”是热现象的重点，也是中考必考内容，与实际生活联系密切，在生活中有的难以判断是什么物态变化，易混淆，有的错误地认为寒冷的冬天说话时的“白气”是水蒸气。 例题：3.下列物态变化中，属于凝固的是（）

声光热知识点小结

声现象 一、声音的产生： 1、声音是由物体的振动产生的；（人靠声带振动发声、蜜蜂靠翅膀下的小黑点振动发声，风声是空气振动发声，管制乐器考里面的空气柱振动发声，弦乐器靠弦振动发声，鼓靠鼓面振动发声，钟靠钟振动发声，等等）； 2、振动停止，发生停止；但声音并没立即消失（因为原来发出的声音仍在继续传播）； 3、发声体可以是固体、液体和气体； 4、声音的振动可记录下来，并且可重新还原（唱片的制作、播放）； 二、声音的传播 1、声音的传播需要介质；固体、液体和气体都可以传播声音；声音在固体中传播时损耗最少（在固体中传的最远，铁轨传声），一般情况下，声音在固体中传得最快，气体中最慢（软木除外）； 2、真空不能传声，月球上（太空中）的宇航员只能通过无线电话交谈； 3、声音以波（声波）的形式传播； 注：由声音物体一定振动，有振动不一定能听见声音； 4、声速：物体在每秒内传播的距离叫声速，单位是m/s；声速的计算公式是v= s/t；15摄氏度时，声音在空气中的速度为340m/s; 三、回声：声音在传播过程中，遇到障碍物被反射回来，再传入人的耳朵里，人耳听到反射回来的声音叫回声（如：高山的回声，夏天雷声轰鸣不绝，北京的天坛的回音壁） 1、听见回声的条件：原声与回声传到人耳的之间的时间间隔在0.1s以上或者障碍物离人的距离在17米以上（教室里听不见老师说话的回声，狭小房间声音变大是因为原声与回声重合）； 2、回声的利用：测量距离（车到山，海深，冰川到船的距离）； 四、怎样听见声音 1、人耳的构成：人耳主要由外耳道、鼓膜、听小骨、耳蜗及听觉神经组成； 2、声音传到耳道中，引起鼓膜振动，再经听小骨及其他组织、听觉神经传给大脑，形成听觉； 3、在声音传给大脑的过程中任何部位发生障碍，人都会失去听觉（鼓膜、听小骨处出现障碍是传导性耳聋；听觉神经处出障碍是神经性耳聋）；

声光效应实验

时间：2014年7月7日 ——声光效应实验 大学物理实验报告

课题解析： 声光效应：超声波通过介质时会造成介质的局部压缩和伸长而产生弹性应变，该应变随时间和空间作周期性变化，使介质出现疏密相间的现象，如同一个相位光栅。当光通过这一受到超声波扰动的介质时就会发生衍射现象，这种现象称为声光效应。 实验目的： 1、观察超声驻波场中光的衍射现象 2、观察超声驻波场的像，测量声波在晶体中的速度 实验器材： 仪器与用具光学实验导轨（1m）、633nm半导体激光器、声光晶体、光信号放大器、声光效应实验电源（驻波声光调制器）、OPT-1A功率指示计以及白屏、光拦探头、一维位移架、MP3及数据线、小孔屏、光电探头、透镜（f=100mm）、光具座、传输线、电源线 主机箱面板功能： 主机箱“声光效应试验电源”主要功能为声光晶体驱动电压的输出与输出电压的指示，频率调节，被调制信号的接受与放大和还原，各面板元器件作用于功能如下： 1.表头：3位半数字表头，用于指示声光晶体驱动电压的大小，该显示数值可通过电压旋钮进行调节。 2.电压旋钮：调整范围0-12V，实验一般调到最大。 3.频率旋钮：调整范围9-11MHz，调整至适当频率使衍射效果最佳，频率值可在示波器或频率上读出（均需自备）。 4.驱动输出：Q9插座，与声光晶体相连接。 5.波形插座：Q9插座，为输出驱动波形，一般与示波器1通道连接

6.音频插座：3.5mm耳机插座，用于输入音频信号。 实验原理： 1.声波是一种弹性波（纵向应力波），在介质中传播时，它使介质产生相应的弹性形变，从而激起介质中各介质点沿声波的传播方向振动，引起介质的密度呈疏密相间的交替变化，因此，介质的折射率也随着发生相应的周期性变化。超声场作用的这部分如同一个光学的“相位光栅”，该光栅间距（光栅常数）等于声波波长λ。当光波通过此介质时，就会产生光的衍射。其衍射光的强度、频率、方向等都随着超声场的变化而变化。声波在介质中传播分为行波和驻波两种形式。图1所示为某一瞬间超声行波的情况，其中深色部分表示介质受到压缩、密度增大，相应的折射率也增大，而白色部分表示介质密度减少，对应的折射率也减少。在行波声场作用下，介质折射率的增大或减小交替变化，并以声速v（一般为10^3m/s量级）向前推进。由于声速仅为光速的数十万分之一，所以对光波来说，运动的“声光栅”可以看作是静止的。 2.晶体声光效应实验：利用石英晶体/ZF6驻波声光调制器，它由两部分构成，一是声光晶体：声光晶体由压电换能器（XO0切石英晶体）和声光互作用介质（ZF6）组成。为了在声光介质中形成驻波，沿声传播方向上声光介质的两个面要严格平行，平行度要优于λ/5。压电换能器与声光介质焊接成一体。二是驱动源：驱动源是一个正弦波高频功率信号发生器。驱动源提供的正弦高频功率信号（见图3a），通过匹配网络加到压电换能器上，换能器发出的超声波沿x正方向传播，到达对面后，被全反射，反射波沿x负方向传播，声光介质中如同存在两列频率相同、振幅相等且沿相反方向传播的超声波。 图3b所示就是这种波在十个彼此相等的瞬时间隔时的情况。沿正x方向传播的发射波用虚线表示；沿负x方向传播的反射波用实线表示；它们的叠加点划线表示。不难看出，叠加波具有相同的波长，只是在空间不产生位移。这种由两个彼此相对的行波组成的振动称为驻波。在驻波中，彼此相距λ/2的各点完全不振动，这些点称为波节。位于两波节中间的点是波腹，这些点上的振动最大。另外，显而易见的是每隔1/2T秒，振动即完全消失（图1b中从上往下数3,5,7,9行的瞬时），驻波的最大值也位于这些瞬时间隔的中间（2,4,6,8,10），而且每经过这个时间间隔，在波腹处的振动的相位相反。

声光热综合测试题

声光热综合测试题

声光热综合测试题公司内部档案编码：[OPPTR-OPPT28-OPPTL98-OPPNN08]

声光热综合测试题 一、选择题(12×3分=36分) 1、下列能源中，不是直接或间接来自太阳的是（） A．煤、石油、天然气 B．、硅光电池供电 C．水流的能量 D．核能 2、下列与声现象有关的说法中正确的是（） A.城市道路旁的隔音板是在入耳处减弱噪声 B.B超是利用了声音可以传递信息 C.我们听不到蝴蝶翅膀振动发出的声音是因为响度太小 D.声音在空气的速度一定是340m/s 3、下列关于图中所示光学现象的描述或解释正确的是： A．图甲中，小孔成的是倒立的虚像 B．图乙中，人配戴的凹透镜可以矫正远视眼 C．图丙中，白光通过三棱镜要吧分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七色光D．图丁中，漫反射的光线杂乱无章不遵循光的反射定律 4、小王将一杯常温的开水放入正常工作的冰箱的冷冻室中，经过一段较长时间后，杯中的水发生了物态变化，图2四个图像中能正确反映这杯水的物态变化过程的是（） 图2 5、炎热的夏天，戴眼镜的同学从空调房走到室外时，镜片上出现一层薄雾，过了一会儿，镜片又 变得清晰起来．镜片上这两种现象对应的物态变化是( )

A．先汽化，后液化 B．先凝固，后蒸发 C．先液化，后汽化 D．先凝固，后升华 6、一天，小聪告诉小亮，放大镜不仅能把物体“放大”还 能把物体“缩小”！有些惊讶的小亮立刻找来一个放大镜 做实验。他把放大镜放到花朵前某一位置时，看到了如图 所示的花朵的正立放大的虚像。接着他按小聪的提示进行 了操作，终于看到了“缩小”的花朵。关于小亮看到“放 大”花朵后的操作及他看到的“缩小”花朵，下列说法正确的是 A．向靠近花朵的方向移动放大镜，看到的是花朵的正立缩小的虚像 B．向靠近花朵的方向移动放大镜，看到的是花朵的倒立缩小的实像 C．向远离花朵的方向移动放大镜，看到的是花朵的正立缩小的虚像 D．向远离花朵的方向移动放大镜，看到的是花朵的倒立缩小的实像 7、关于温度、内能和热量，下列说法正确的是（） A．物体内能增大，一定从外界吸收热量 B．汽油机在做功冲程中把机械能转化为内能 C．物体内能减少时，温度可能不变 D．锯条锯木板时，锯条的内能增加，木板的内能减少 8、在下图中，表示内燃机工作时各冲程的示意图，它们正确的排列顺序为 ( ) A．甲、乙、丙、丁 B．丁、丙、乙、甲 C．甲、丙、乙、丁 D．甲、丁、乙、丙 9、医务人员工作时所采取的许多措施和用到的器械中，包含着许多物理知识，下列有关解释中错误 ．．的是 A．体温计用水银做测温液体，主要是因为水银的密度 很大 B．牙医借助平面镜成像的特点看清牙齿的背面

中考综合复习五声光热专题

声光热专题 1．在敲响古刹里的大钟时，有的同学发现，停止了对大钟的撞击后，大钟仍“余音未绝”，分析其原因是( ) A．大钟的回声B．大钟在继续振动 C．人的听觉发生“暂留”的缘故 D．大钟虽停止振动，但空气仍在振动 3．甲、乙两盆水里都有冰块，甲盆里的冰块多些，乙盆里的冰块少些，甲盆放在阳光下，乙盆放在背阴处，两盆里的冰块都未完全熔化，那么( ) A．甲盆水的温度比乙盆的高 B．两盆水的温度相同 C．乙盆水的温度可能比甲盆的高 D．不能判定，必须用温度计测量后才能知道 4．在桌面上依次把点燃的蜡烛、凸透镜、光屏放在一直线，并使它们的中心大致在同一高度。移动凸透镜和光屏的位置，使光屏出现一倒立、放大的实像。若把凸透镜的上半部分用黑纸挡住，则光屏上的像( ) A．只剩下上半部分B．只剩下下半部分C．全部不见了D．仍然存在，只是比不上原来的亮 5．在无其他任何光源的情况下，如舞台追光灯发出绿光照射到穿白上衣、红裙子的演员身上，则观众看到她（） A．全身呈绿色B．上衣呈绿色，裙子呈红色C．上衣呈绿色，裙子呈紫色D．上衣呈绿色裙子呈黑色7.许多轿车后窗玻璃的内壁上都平行地贴有若干条很窄的金属膜，如图8所示。驾驶员可以通过开关对其进行控制，当通电时这些金属膜会发热。关于这些金属膜的主要作用你认为不合理的是( ) A.在冬季，是附着在汽车后窗玻璃内表面上的小水滴汽化或小冰粒熔化 B.在冬季，是附着在汽车后窗玻璃外表面上的积雪熔化 C.便于司机通过驾驶室上方的反光镜观察车后方的情况 D.阻挡光线进入汽车内，同时起装饰美观作用 8.在学校的田径运动会上，小亮注意到发令台上有一块“板子”，如图3所示； 关于这块板子的作用，他做了如下猜想，其中正确的是 ( ) A.主要用来反射发令枪的枪声，所以必须正对着终点计时裁判的方向。 B.主要用来衬托发令枪冒出的白烟，所以应该是深色或黑色的。 C.主要用来减弱噪声，所以要把它放在看台和发令枪之间。 D.主要用来遮阳，所以要把它放在裁判员的头的上方。 9.蔬菜加工企业为了避免蔬菜在长途运输、贮藏等环节中腐烂变质及高温杀菌时对蔬菜营养成分的破坏，常常对蔬菜进行真空脱水，使之成为脱水蔬菜。从物理学的角度看，真空脱水的道理是10.Ａ.真空环境的温度极低，可使蔬菜中的水分迅速凝固并升华，从而实现脱水 Ｂ.真空环境的温度很高，可使蔬菜中的水分在短时间内迅速汽化，从而实现脱水 Ｃ.真空环境的空气密度很小，可迅速提高蔬菜中水分子的运动速度，从而实现脱水 Ｄ.真空环境的气压很低，大大降低了水的沸点，使蔬菜中的水分迅速汽化，从而实现脱水 10．用普通照相机拍照时，要按被照物体距相机镜头的远近进行“调焦”，使用起来不太便捷。有一种“傻瓜”相机，只要把想拍摄的景物全部纳入取景器内，不论远处还是近处的物体，在照片上都比较清晰，从而使拍照的过程变得十分快捷。这种“傻瓜”相机不用“调焦”的奥秘是［］ A.采用了长焦距的镜头，使远近不同的物体成像的位置相差不大 B采用了短焦距的镜头，使远近不同的物体成像的位置相差不大 C.采用了长焦距的镜头，使远近不同的物体成像的位置相同 D采用了短焦距的镜头，使远近不同的物体成像的位置相同 11．在儿童乐园，摄影师给卡通人照相，在对焦时，发现毛玻璃上卡通 人像的位置如图1甲所示。为了使毛玻璃上卡通人像的位置如图1乙所 示，摄影师应当将镜头适当地

声光热知识点复习

第一章物体的运动 长度的测量 速度 时间的测量 机械运动的描述参照物 运动和静止的相对性 匀速直线运动 机械运动直线运动 变速直线运动 运动的物体具有能量 1、小华到“苏果超市”买了一盒自动铅笔用的笔芯，但包装盒上标签所注明的笔芯直径已看不清楚了。小华想用实验的方法测出笔芯的直径，但他只有分度值为1mm的三角板一块，你能否帮助小华测出笔芯的直径？请写出具体的实验步骤。 解：①如图。用两个三角尺夹住紧密排绕的铅心； ②数出铅芯的个数n ③用刻度尺测出铅芯的长度l总 ④笔芯直径l1＝ 2．探究物体下落过程中，运动速度与运动时间的关系，用一个小球作了一组试验，得 根据上述数据，可以得出结论： 解：速度和时间成正比且在做加速运动 3．某同学猜想在百米赛跑中，人的速度：（1）在起跑时加速；（2）中涂匀速（3）冲刺时加速。为了验证，做了如下试验：在班级中挑一名同学，然后在跑道边每隔5m站 解：25～100m 解：3.00 7.69 10 10 7.91 (3)此同学的猜想是否都正确？ 答：不是。中途匀速和起跑时加速是正确的，冲刺因为是匀速，所以冲刺时加速是错误的。

4．怎样测上海的南京的铁路线长度？（1：60000） 解：(1)器材：棉线、刻度尺 （2）①让棉线与地图上的上海到南京的铁路线完全重合，在首尾作记号。 ②拉直棉线，量出记号间的距离 ③量出图中60cm的长度为l0 （3）表达式：S实＝×60km 5．公式v=表示物体在单位时间内通过的路程。某同学认为时间和路程的比值即也可以反映物体的快慢程度，对此，你是怎样认为的，谈谈你的看法。 答：也可表示物体运动的快慢，它表示单位路程通过的时间，但与v=相比不方便。6．在家庭装潢时需要两卷细铜丝，王师傅买了两卷不同规格的细铜丝，一卷的商标上标注了铜丝直径d =0.8mm,另一卷上的产品说明标签已脱落，此时王师傅身边没有刻度尺，能否利用较为简易的方法测出另一卷铜丝的直径？试写出你的测量步骤。 解：取一根粗细均匀的木棒（或铅笔），先在木棒上紧密排绕适当长度的脱落标签的细铜丝，并固定好并记下所绕的铜丝圈数N1；再将已知直径的细铜丝覆盖并绕在脱落标签的细铜丝上，使所绕的细铜丝的首尾与脱落标签的首尾平齐，数出已知直径细铜丝所绕的圈数N2,则脱落标签的细铜丝的直径d=0.8N2/N1 7．设计三个实验测出一元硬币周长 解法1：①如图，将两个三角尺紧紧夹住一元硬币，将刻度尺有刻度的一面紧贴一元硬币下方； ②量出一元硬币直径d ③一元硬币周长l＝πd 解法2：①将一根细绳绕一元硬币周长一圈，在起点、终点作上记号； ②用刻度尺量出细线记号间的长度l ③一元硬币周长为l 解法3：①在一元硬币的周长上任意一点作上记号； ②将记号对准刻度尺零刻度，沿刻度尺滚动一周； ③记录此时记号对准的刻度l ④一元硬币周长为l 8．用量程为60cm的直刻度尺、手表，测量自己从一楼登上三楼的平均速度。请你设计一个此活动的方案。（画出表格） 解：①用刻度尺量出以及台阶高度h ②数出三层楼台阶数n ③用手表测出同学上三楼时间t ④平均速度v=＝ (m/s)

声光调制实验装置说明书

声光调制实验 一、用途 声光调制是高等院校实验教学仪器，主要用于现代物理实验、光学实验和声光调制实验。将调制电压加载到光波上的技术叫光调制技术。利用声光效应实现的调制叫声光调制。60年代激光器的问世为声光现象的研究提供了良好的光源，促进了声光效应理论和应用研究的迅速发展。声光效应为控制激光束的频率、方向和强度提供了一个有效的手段。利用声光效应制成的声光器件，如声光调制器、声光偏转器和可调谐滤光器等，在激光技术、光信号处理和集成光通讯技术等方面有着重要应用。声光效应已广泛应用于声学、光学和光电子学。由于声光器件具有输入电压低驱动功率小、温度稳定性好、能承受较大光功率、光学系统简单、响应时间快、控制方便等优点，加之新一代的优质声光材料的发现，使声光器件具有良好的发展前景，它将不断地满足工业、科学、军事等方面的需求。 二、结构 本仪器由可调半导体激光器做光源，声光晶体盒、声光调制电源箱及滑座和旋转平台等组成。见下图： 1.调平底脚 2.导轨 3.滑座 4.四维调整架 5.半导体激光器 6.声光晶体盒 7.旋转平台 8.小孔光阑 9.横向滑座 10.光电探测器

三、技术参数 (1)声光调制器声光介质：钼酸铅晶体 换能器介质：铌酸锂晶体 通光口径：1mm 中心频率：80MHz 衍射效率：〉70% (2)激光光源半导体激光电源 (3)激光波长 650nm (4)光功率输出 0～可调 (5)交流电源 AC220v 22v 50Hz (6)环境温度 0～40℃ 四、主要功能特点及实验项目 1、观察声光调制的衍射现象 调节激光束的亮度，使在相屏中心有明晰的光点呈现，此即为声光调制的0级光斑； 打开声光调制电压，此时以80MHz为中心频率的超声波开始对声光晶体进行调制； 微调载物平台上声光调制器的转向，以改变声光调制器的光束入射角，即可出现因声光调制而出现的衍射光斑； 仔细调节光束对声光调制器的角度，当+1级（或者－1级）衍射光最强时，声光调制器即运转在布拉格条件下的偏转状态。 注：布拉格衍射一级衍射达到极值的条件是：1)控制电压为一特定的值；2)入射激光必须以特定的角度布拉格角α入射。 2、观察交流信号调制特性

声光效应实验

声光效应实验 一、 实验目的 1．理解声光效应的原理，了解Ramam －Nath 衍射和Bragg 衍射的分别。 2．测量声光器件的衍射效率和带宽等参数，加深对概念的理解。 3．测量声光偏转的声光调制曲线。 4．模拟激光通讯。 二、 实验原理 (一) 声光效应的物理本质——光弹效应 介质的光学性质通常用折射率椭球方程描述 1ij j j x y η= Pockels 效应：介质中存在声场，介质内部就受到应力，发生声应变，从而引起介质光学性质发生变化，这种变化反映在介质光折射率的或者折射率椭球方程系数的变化上。在一级近似下，有 ij ijkl kl P S η?= 各向同性介质中声纵波的情况，折射率n 和光弹系数P 都可以看作常量，得 2 1( )PS n η?=?= 其中应变 0sin()S S kx t =-Ω 表示在x 方向传播的声应变波，S 0是应变的幅值，/s k v =Ω是介质中的声波数，2f πΩ=为角频率，v s 为介质中声速，/s v f Λ=为声波长。P 表示单位应变所应起的2 (1/)n 的变化，为光弹系数。又得 301sin()sin()2 n n PS kx t kx t μ?=-Ω=-Ω ()sin()n x n n n kx t μ=+?=+-Ω 其中3012 n PS μ=是“声致折射率变化”的幅值。考虑如图1的情况，压电换能器将驱动信号U(t)转换成声信号，入射平面波与声波在介质中（共面）相遇，当光通过线度为l 的声

光互作用介质时，其相位改变为： 000()()sin() x n x k l k l kx t φφμ?==?+-Ω 其中002/k πλ=为真空中光波数，0λ是真空中的光波长， 00nk l ?Φ=为光通过不存在超声波的介质后的位相滞后，项 ()0sin k l kx t μ-Ω为由于介质中存在超声 波而引起的光的附加位相延迟。它在x 方向 周期性的变化，犹如光栅一般，故称为位相 光栅。这就是得广播阵面由原先的平面变为 周期性的位相绉折，这就改变了光的传播方 向，也就产生了所谓的衍射。与此同时，光 强分布在时间和空间上又做重新分配，也就 是衍射光强受到了声调制。 (二) 声光光偏转和光平移 从量子力学的观点考虑光偏转和光频移 问题十分方便。把入射单色平面光波近似看作光子和声子。声光相互作用可以归结为光子和声子的弹性碰撞，这种碰撞应当遵守动量守恒和能量守恒定律，前者导致光偏转，后者导致光频移。这种碰撞存在着两种可能的情况——即声子的吸收过程和声子的受激发射过程，在声子吸收的情况下，每产生一个衍射光子，需要吸收一个声子。在声子受激发射的情况下，一个入射声子激发一个散射光子和另一个与之具有相同动量和能量的声子的发射。 d i k k k ±=± d i ωω±=±Ω 声光效应可划分为正常声光效应和反常声光效应两种。 1、入射光和衍射光处于相同的偏振状态，相应的折射率相同，成为正常声光效应。

训练题六 声光热综合

一轮复习声光热综合练习 一、选择题 1．当喇叭里响起“我爱你，就象老鼠爱大米……”的歌曲时，王丹和李明不约而同的说：“是杨臣刚唱的” .他们的判断是根据歌声的 A．音调B．响度C．音色D．频率 2．．下列所给数据中，最接近实际的是（） A．比较舒适的居住环境的温度大约是40℃B．“祥云”火炬长度约为40cm C．成人正常步行的速度大约为5m/s D．心脏的跳动频率是1.2Hz 3．请指出在下列物态变化中，需要吸热的过程是 A．擦在皮肤上的酒精很快就干了B．严冬早晨，教室玻璃窗内壁常结有“冰花” C．戴眼镜的人走进温暖的室内，镜片上常出现水雾D．秋天的清晨，室外大雾迷漫4．在小明的下列估测中，你认为最有可能的是 A．一个中学生的质量大约是50g B．健康成年人步行的速度大约是1.4km/h C．人感觉舒适的环境温度是23℃左右D．现在考场内的声音是70dB 5．小李看到盛水的碗底有一枚硬币，图1中能大致反映这一现象的光路图是 6．夏季炎热的午后，伴随着轻柔的音乐，勤劳的环卫工人驾驶着洒水车以8km/h的速度匀速行驶在美丽的三水大道上，水不停的洒在地上，给人清凉的感觉.下列说法中正确是A．洒下的水很快就干了，是因为全部渗漏到路面中去的缘故 B．洒水车行使过程中，环卫工人相对于车子是静止的，所以他不具有动能 C．音乐总是给人以美的感觉，洒水车上的音乐不会成为噪声 D．车后的水雾中有时会出现美丽的“彩虹”，这是阳光透过水雾发生了光的折射 7．水银温度计中封闭着一定量的水银，用这种温度计测量温度时，水银要发生热胀冷缩，下列说法中正确的是 A．温度计中水银的状态不变B．温度计中水银的体积不变 C．温度计中水银柱的长度不变D．温度计中水银的温度不变 8．湖边的小丽看到了平静的湖水中金鱼游弋于蓝天白云之间，她看到的金鱼和白云A．都是经水折射而成的像B．分别是经水面反射和水折射而成的像 C．都是经水面反射而成的像D．分别是经水折射和水面反射而成的像9．光的世界是丰富多彩的，光学器件在我们的生活中有着广泛应用.你认为下面的介绍不．符合 ．．实际的是 A．自行车的尾灯实际上是由多个角反射器组合而成的

声光调制实验

成绩信息与通信工程学院实验报告 (操作性实验) 课程名称:物理光学 实验题目:声光调制实验指导教师: 班级:学号: 学生姓名: 一、实验目得与任务 1、观察声光调制得偏转现象 2、测试声光调制得幅度特性 3、显示声光调制偏转曲线 ４、观察声光调制随频率偏转现象 5、测试声光调制频率偏转特性 6、测量声光调制器得衍射效率 7、测量超声波得波速 8、声光调制与光通讯实验演示 二、实验仪器及器件 声光调制实验仪 图1 声光调制实验仪装置 三、实验内容及原理 声光调制原理:

当声波在某些介质中传播时,会随时间与空间得周期性得弹性应变,造成介质密度(或光折射率)得周期变化、介质随超声应变与折射率变化得这一特性,可使光在介质中传播时发生衍射,从而产生声光效应:存在于超声波中得此类介质可视为一种由声波形成得位相光栅(称为声光栅),其光栅得栅距(光栅常数)即为声波波长。当一束平行光束通过声光介质时,光波就会被该声光栅所衍射而改变光得传播方向,并使光强在空间作重新分布。 声光器件由声光介质与换能器两部分组成。前者常用得有钼酸铅(PＭ)、氧化碲等,后者为由射频压电换能器组成得超声波发生器、如图1所示为声光调制原理图。 射频信号 图2 声光调制得原理 图1 声光调制原理 理论分析指出,当入射角(入射光与超声波面间得夹角)满足以下条件时,衍射光最强。 (1) 式中N为衍射光得级数,、k分别为入射光得波长与波数,与K分别为超声波得波长与波数 声光衍射主要分为布拉格(Bragg)衍射与喇曼—奈斯(Ｒaman-Ｎath)衍射两种类型、前者通常声频较高,声光作用程较长;后者则反之。由于布拉格衍射效率较高,故一般声光器件主要工作在仅出现一级光(N=１)得布拉格区。 满足布拉格衍射得条件就是: (2) (式中F与分别为超声波得频率与速度,为光波得波长) 当满足入射角较小,且得布拉格衍射条件下,由(１)式可知,此时 ,并有最强得正一级(或负一级)得衍射光呈现。 入射(掠射)角与衍射角之与称为偏转角(参见图1),由(２)式: (3)

声光热知识总结

初中物理基础知识要点汇总 第一部分:声、光、热 声 1、声音是由物体的振动产生的.振动停止,发声也停止. 2、声音是以声波的形式传播的.声音在15℃空气中的传播速度为340m/s. 3、音调是指声音的高低,由频率决定; 4、响度是指声音的强弱,由振幅决定; 5、音品又叫音色,由发声体的材料、结构、发声方式决定. 6、振动有规律,悠扬、悦耳,听来感觉舒服的声音叫乐音.音调、响度、音色是乐音的三要素. 7、超声波由于频率高,所以应用广泛.B超检查胎儿的发育情况、超声波清洗精密仪器等. 8、减弱噪声的途径:声源处减弱,传声途径中减弱,接受点处减弱. 光 光在同种均匀介质中沿直线传播.影子、日食、月食都是光沿直线传播的现象. 光在真空中的传播速度约为:3*m/s,光在空气中的传播速度接近于光在真空中的传播速度,光在其他物质中的传播速度小于真空中的传播速度. 光在反射时遵循光的反射定律:三线共面、两线分居、两角相等. 白光通过三棱镜后,被分解成:红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光. 光的三原色是指:红、绿、蓝. 镜面反射和漫反射都遵循光的反射定律. 平面镜成像的特点是:成的虚像与物体关于平面镜所在直线成轴对称.虚像与物等大. 光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生偏折,这种现象叫光的折射. 光在发生反射和折射时光路都是可逆的. 光从空气中斜射入水中时,折射光线向法线靠拢. 光的折射定律:一面、二侧、三随大、四空大. 中间厚边缘薄的透镜叫凸透镜(又叫会聚透镜),凸透镜对光起会聚作用; 中间薄边缘厚的透镜叫凹透镜(又叫发散透镜),凹透镜对光起发散作用. 近视眼的形成是因为晶状体太厚,折光能力太强,像成在视网膜前方,故无法看清远处的物体. 远视眼的形成是因为晶状体太薄,折光能力太弱,像成在视网膜后方,故无法看清近处的物体. 近视眼矫正需要佩带由凹透镜制成的近视眼镜,或通过医学手段将视网膜改薄. 远视眼矫正需要佩带由凸透镜制成的远视眼镜,或通过医学手段将视网膜改厚. 凸透镜成像实验:将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上,使烛焰中心、凸透镜中心、光屏中心在同一个高度上. 物体放在凸透镜前两倍焦距以外的地方时(u>2f),在另一侧成倒立、缩小、实像. 物体放在凸透镜前两倍焦距的地方时(u=2f),在另一侧成倒立、等大、实像. 物体放在凸透镜前一倍焦距、两倍焦距之间时(f

实验四 晶体声光效应实验

实验四 晶体声光效应实验 一、引言 当光波通过受到超声波扰动的介质时会发生衍射现象，这种现象被称为声光效应，它是光波与介质中声波相互作用的结果。声光效应可以用于控制激光束的频率、方向和强度，利用声光效应制成的各种声光器件，如声光调制器、声光偏转器和可调谐滤光器等，在激光技术、光信息处理和集成光通信技术等方面有着重要的应用。 二、实验目的 1. 掌握声光效应的原理和实验规律； 2. 观察喇曼-奈斯（Ranman —Nath ）衍射的实验条件和特点； 3. 利用声光效应测量声波在介质中的传播速度； 4. 测量声光器件的衍射效率和带宽； 5. 了解声光效应在新技术中的应用； 三、实验原理 当超声波在介质中传播时，将引起介质的弹性应变作时间上和空间上的周期性变化，并且导致介质的折射率也发生相应的变化。当光束通过有超声波的介质后就会产生衍射现象，这就是声光效应。有超声波传播的介质如同一个相位光栅。根据超声波频率的高低或声光相互作用长度的长短，可以将光与弹性声波作用产生的衍射分为两种类型，即喇曼—奈斯型衍射和布拉格型衍射。 喇曼－奈斯衍射 当超声波频率较低、声光相互作用距离较小时，即 02 2λλs l ≤ 平面光波沿z 轴入射，就相当于通过一个相位光栅， 将产生喇曼－奈斯衍射，如图2所示。 根据相关理论可以证明以下结论： （1）各级衍射角θ满足下列关系： 0sin s m λθλ=? （1） 其中，λ0为入射激光波长，λs 为超声波波长，m=0， ±1，±2，±3，…。 （2）各级衍射光强与入射光强之比为：

2()m m I J I ν=入 （2） 其中，()m J ν为m 阶贝塞尔函数，0 2L πνμλ=。因为22()()m m J J νν-=，所以零级极值两侧的光强是对称分布的。 （3）各级衍射光的频率由于产生了多普勒频移而各不相同，各级衍射光的频率为0s m ωω±。 2．布拉格衍射 当超声波频率较高，声光相互作用距离较大，满足 2 02s l λλ≥ 并且光束与声波波面间保持一定的角度入 射时，将产生布拉格衍射。这种衍射与晶体对X 光的布喇格衍射很类似，故称为布喇格衍射。 能产生这种衍射的光束入射角称为布喇格角。 此时有超声波存在的介质起体积光栅的作用。 布拉格衍射的特点是： （1）理想情况下，只出现零级和＋1级衍射或－1级衍射。 （2）若参数合适、超声功率足够大，入射光功率几乎可以全部转换到＋1级或－1级上。 （3）产生布拉格衍射的入射角θB 满足关系： 0sin 2B s λθλ= （3） （4）1级衍射光强与入射光强之比为： 2112sin [()]2I nL I λπλ =? （4） 3．声光调制：无论是喇曼－奈斯衍射还是布拉格衍射，都可以通过改变超声波的强度而改变衍射光的强度。所以可以把调制信号加在超声波功率放大级，以达到光强调制的目的。 4．声光偏转：无论是喇曼－奈斯衍射还是布拉格衍射，都可以通过改变超声波的频率而改变衍射光的偏转方向。若对超声频率固定的超声发生器实现“开关”功能，在“开”时由于产生衍射，+1级或-1级衍射光存在，在“关”时，衍射光不存在，就可实现“声光开关”功能。一般“声光开关”运用的是布拉格衍射。 四、实验仪器 LOSG-Ⅱ型晶体声光效应实验系统的组成如图1所示，主要包括光路部分和声光效应实验仪两部分。光路部分包括He-Ne 激光器，激光器电源， 声光器件，