激光*聽實驗儀接收裝置
從初的把線圈接在某通訊線路上進行聽,,直到現(xiàn)在全球的無線手聽,,聽系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了漫長的階段,。而在戰(zhàn)爭偵破領域中不讓對方知道的聽——Q聽技術(shù)的使用已經(jīng)相當普遍了,。
本實驗儀采用可見激光進行聽,如果要聽到周圍戒備森嚴而人不可能接近的房間里的講話聲,,可以用一束紅外激光打到該房間的玻璃上從而實現(xiàn)聽,。
實驗原理:
光電傳感器是根據(jù)光電效應的原理制作而成的,光電效應是指物質(zhì)(主要是金屬)在光的照射下釋放電子的現(xiàn)象,。這是1887年赫茲首先發(fā)現(xiàn)的,,1905年愛因斯坦引入光子概念后才得到圓滿的解釋。以后人們又發(fā)現(xiàn)固體材料內(nèi)的載流子在光線的照射下會產(chǎn)生電導率的變化(光電導)或產(chǎn)生電動勢(光致電壓),,這些由光產(chǎn)生的電效應一般統(tǒng)稱為光電效應,。
本實驗用可見光范圍內(nèi)的激光束,照射在一個貼有小鏡子的木箱上,。木箱內(nèi)裝有收音機,,收音機播音時的聲波引起木箱壁的振動,使照在小鏡子上的激光光斑由于振動發(fā)生相應位移,,這種位移引起反射光位置的變化,。用光電探測器接收反射光,由于反射光位置的變化引起探測器受光面積的變化,,從而使其輸出電壓發(fā)生相應的變化,,再將這個變化的電壓經(jīng)放大,輸入揚聲器,,就能聽到聲音了,。
實驗裝置由三部分構(gòu)成:
監(jiān)源:由收音機、小鏡子和木箱組成,。收音機在木箱里發(fā)出的聲波會引起木箱壁的振動,,從而使貼在木箱上的小鏡子一起振動。
光路:本實驗的光源是半導體激光器,,它將光射向小鏡子,,其反射光由光電探測器接收。由于小鏡子的振動,,使反射光中帶有了收音機中聲波的信息,。
接收裝置:由光電探測器、放大器和揚聲器音箱組成,。帶有聲波信息的激光照在光電探測器上,,由于受光面積變化,會產(chǎn)生電壓的變化,,這種電壓變化經(jīng)放大器放大后,,由揚聲器轉(zhuǎn)換成聲音播出,從而還原出木箱中收音機的聲音,。
必做部分:
1.將裝有鏡子木箱放在遠處(4-8米),,將收音機調(diào)至合適的電臺,,使聲音清晰無雜音,并放入木箱內(nèi)關上箱門,。
2.調(diào)整光路:接通激光器電源,,使光束以約45o照射到小鏡子上,并使探測器能夠接收到反射光,,接通探測器與主機,,以及實驗主機與音箱。
3.敲擊玻璃,,在揚聲器上應能聽到敲擊聲,,說明此時光路已調(diào)好、線路已接通,。
4.打開木箱內(nèi)收音機,,仔細調(diào)節(jié)探測器與激光光斑之間的相互位置,使光斑移動的中心在探測器的邊緣,。此時應可聽到揚聲器發(fā)出的聲音,。
思考題:
1.光電效應可分三類。光線照射到固體表面時,,可能有下面三種情況:(1)物體的電子逸出表面向外發(fā)射,,此為外光電效應;(2)固體材料內(nèi)載流子的特性發(fā)生變化,,引起材料電阻率的變化,,此為內(nèi)光電效應;(3)固體材料產(chǎn)生一定方向的電動勢,,此為光致電壓效應,。從實驗裝置判斷,本實驗采用的是其中的哪一類,?
2.不用激光,,改用其他光源(如電燈光)可否用來聽?為什么,?
3.光束照射光電探測器的角度以垂直為好還是傾斜為好,?為什么?
4.對于各次實驗所聽到的聲音和強度音質(zhì)不同,,請給出合理的解釋,。
5.在聽到的音質(zhì)的情況下,其聲音仍有些失真,,失真主要是由哪些因素引起?
6.照在光電探測器上的光斑移動幅度是否越大越好,?
7.若想用上述裝置“聽"某密室內(nèi)人的講話聲音,,實驗裝置應做哪些改進,?
實驗拓展:
探測器前加上透鏡,重復實驗,,給出結(jié)論,。
本實驗中木箱的箱蓋與木框間是有間隙的。如果箱蓋四周嚴密固定,,情況會如何,?用什么辦法可以判斷箱蓋四周的固定情況?
如果以鐵筒,、塑料盒等代替木箱,,能否做此實驗?可一試,,并得出相應的結(jié)論,。
*設計實驗,,用示波器,、信號發(fā)生器,、揚聲器等對實驗內(nèi)容進行半定量的測量,,改變聲波頻率,,觀測聽到的波形大小,,找出音質(zhì)優(yōu)劣的原因,。
配置清單:
實驗儀主機1臺
激光發(fā)射器1個
激光接收器1個
音箱1個
木箱1個
收音機1個
小鏡片(貼在木箱上)1個
連接線3個
電源線1根
裝箱清單1份
合格證1份
說明書1份
毛細管液體粘滯系數(shù)測試實驗儀
在穩(wěn)定流動的液體中,,由于各層液體的流速不同,,互相接觸的兩層液體之間有力的作用,。兩相鄰層間的這一作用力稱內(nèi)摩擦力或粘滯力,液體這一性質(zhì)稱為粘滯性,。這是液體的重要性質(zhì)之一,,不僅在工程和生產(chǎn)技術(shù)上有著廣泛的應用,在生物以及醫(yī)學領域也起著重要的作用,。 例如,,現(xiàn)代醫(yī)學發(fā)現(xiàn),許多心血管疾病都與血液粘度的變化有關,,血液粘度的增大會使流入人體器官的血流量減少,,血液流速減緩,使人體處于供血和供氧不足的狀態(tài),,這可能引起多種心腦血管疾病和其他許多身體不適癥狀,。因此,測量血粘度的大小是檢查人體血液健康的重要標志之一,。
本實驗儀器是使用奧氏粘度計,,采用比較法測量液體粘滯系數(shù)。與其他高校中落球法測量液體粘滯系數(shù)的方法相比,本實驗是利用了粘滯流體在垂直毛細管內(nèi)的流動規(guī)律,,具有所需測量樣品量少,、可測不同溫度點、控溫精度高,、結(jié)果可重復性好等優(yōu)點,。不但擴展了學生的知識面,而且培養(yǎng)了學生的實驗操作能力,。本實驗儀器可用于基礎物理實驗和設計性實驗,。
應用該儀器可以完成以下實驗內(nèi)容:
研究在垂直毛細管內(nèi)的流動規(guī)律。
通過比較法,,在任一相同溫度下,,測量一定量體積未知粘滯系數(shù)的液體流過毛細管的時間和相同體積已知粘滯系數(shù)的液體流過毛細管的時間,并通過計算得出未知液體的粘滯系數(shù),。
技術(shù)參數(shù):
控溫分辨率可達0.1℃,,控溫范圍:室溫到45℃。
計時器分辨率:0.1s,,量程:0-999.9s,。
電機轉(zhuǎn)速可調(diào)。
電源:交流220V±10%,。