声光效应实验
声光效应实验报告数据
声光效应实验报告数据今天咱们来聊聊声光效应实验，真的是个有趣又好玩的事情。
想象一下，光和声的结合就像是天空中闪烁的烟花，绚丽多彩又让人目不暇接。
这个实验其实挺简单的，就像你在厨房里做饭，只要按步骤来，绝对不会出错。
先说说实验的背景，声光效应就是当我们用声音刺激某种物质时，它们会发出光，这可不是魔法，而是科学的奇妙之处。
听起来是不是很神奇呢？就像小朋友们看到五彩斑斓的糖果一样，眼睛都要亮起来了。
实验准备也不复杂，大家只需要一些基本的设备，比如声源和光源。
别担心，这些东西在学校实验室里基本上都能找到，实在找不到，找你身边的小伙伴借一下也是可以的。
然后就需要找一个适合的场地，最好是安静点的地方，不然噪音太大，光都没法出来，那就尴尬了。
想象一下，在嘈杂的环境里，咱们的声光效应实验变成了“声光无效”，那就真是笑话了。
开始实验的时候，首先得把声源打开，声音一响，整个环境都活跃了起来。
像个热闹的集市，大家的注意力都集中在这个声音上。
然后，慢慢调整光源的亮度，哇，这时候你会发现，当声音达到一定强度的时候，光源也会随之变化。
就像是在和你打招呼一样，时而明亮，时而暗淡，真的是有趣极了。
小伙伴们在旁边看得目瞪口呆，纷纷掏出手机拍照，生怕错过这一精彩的瞬间。
大家开玩笑说，这光和声真是天生一对，配合得恰到好处。
这个实验也不是毫无挑战，有时候声音和光之间的反应不那么明显，得耐心一点。
就像你做一道难题，得仔细琢磨。
有时候大家的情绪也会影响实验的效果，紧张兮兮的状态可不能让声光效应发挥到极致。
就像你在表演时心里紧张，可能唱得不如平时好。
这个时候，不妨深呼吸，放松心情，试着和小伙伴们聊聊天，分享一下实验的乐趣。
毕竟，做实验就是为了开心嘛。
而且实验过程中，大家可以互相交流经验，分享自己的看法。
小明说：“我觉得这光就像是天空中的星星，特别闪耀。
”小华则调侃道：“哈哈，那我就是大海里的波浪，声音让光变得更美。
”这种轻松幽默的氛围，让实验变得不再枯燥，反而充满了乐趣。
声音光效应实验要注意什么
声音光效应实验要注意什么声音光效应实验是一种研究声音和光之间相互影响的实验。
在进行实验前，需要注意以下几个方面：1. 实验环境：实验需在安静、没有杂音的环境中进行。
为了避免外界声音的干扰，可以选择在实验室或专门的声音隔音房内进行实验。
同时，实验室内的光照也需要控制在一定的范围内，以确保实验结果的准确性。
2. 实验材料：为了进行声音光效应实验，需要准备好适当的实验材料。
包括声源和光源。
声源可以选择合适的扬声器或音响设备，能够产生稳定可靠的声音。
光源可以选择适合实验需求的照明灯具或特殊的光源。
3. 实验设计：在进行实验前，需要先进行实验设计。
确定实验的目的、假设和具体的实验步骤。
根据实验目的，可以选择适当的实验方案和实验条件。
可以根据研究问题，设计出不同的实验组和对照组，以便进行对比分析。
4. 实验参数的选择：进行声音光效应实验时，需要设定适当的实验参数。
比如，声音的频率、幅度和持续时间等。
光的强度、颜色和闪烁频率等。
合理的选择参数可以使实验结果更加准确和可重复。
5. 数据采集与记录：在实验过程中，需要采集和记录实验数据。
可以使用专业的数据采集设备或传感器，以确保数据的准确和可靠。
同时，还需要记录各种实验条件和实验步骤，以便后续的数据分析和结果验证。
6. 数据处理与分析：采集完实验数据后，需要进行数据处理和分析。
可以使用统计学方法对数据进行整理和分析，以得出实验结果的统计显著性和可靠性。
同时，还可以进行图表绘制和结果呈现，方便研究者和其他人员对实验结果进行理解和比较。
7. 结果验证与讨论：在得到实验结果后，需要对结果进行验证和讨论。
可以对实验结果与相关的理论知识进行比较和对照，以确定结果的合理性。
同时，还可以从实验设计和数据处理等方面对实验步骤和方法进行反思和讨论，以改进和优化实验过程。
8. 结论和总结：最后，在声音光效应实验结束后，需要对实验结果进行总结和结论。
根据实验数据和分析结果，对实验目的和假设进行回答和解释。
物理实验报告_声光效应与光拍法测光的速度
物理实验报告_声光效应与光拍法测光的速度实验目的：1. 了解声光效应的基本现象和原理；2. 学习用声光效应测量超短时间间隔的方法；3. 了解光的速度的测量方法；4. 学会用光拍法测量光的速度。
实验原理：1. 声光效应的基本原理：当一个物体以比声速更大的速度运动时，在其前进方向上会产生压力波，即激发出横波和纵波，这种现象称为激波。
激波是一种能量传递和物质传递的物理现象。
当激波遇见某些物体的表面时，会激起产生物体振动，这种现象就是声光效应。
2. 声光效应的应用：利用声光效应可以测量微小时间间隔。
由于声音在空气中的速度与温度、湿度等因素有关，因此不能用来精确地测量时间。
但是，由于光速恒定，因此可以用声光效应来测量超短时间间隔，这是一种精度较高的方法。
3. 光速的测量方法：利用光的折射现象可以测定光的速度。
测定光速的最简单方法是将一束光射入水中，用透明的圆柱形容器将光束引向垂直于水面的黑色标线上，然后根据圆柱形容器的内径和水的折射率计算光速。
4. 光拍法的原理：利用光拍法可以测量光的速度。
该方法需要两个发光源，并将它们放置在一定的距离上，在一定的时间间隔内，它们向着一个目标射出光束。
当两束光到达目标后，它们会在目标上产生一些互相干涉的条纹，利用条纹的位置与时间间隔，可以计算出光的速度。
实验器材：1. 放大声光放置装置；2. 铝制矩形试样；3. 随时器；4. 透明的圆柱形容器；5. 黑色标线；6. 电子扫描显微镜；7. 两个发光源；8. 两个光学棒；9. 相机和三脚架。
实验步骤和记录：1. 将铝制矩形试样置于放大声光放置装置上，滑动可调节的小轮，使得矩形试样以高速运动。
2. 打开随时器，开始计时，当矩形试样运动到一定位置时，触发放大声光放置装置，使其发生声光效应并记录时间。
3. 重复以上步骤，记录多组数据，并计算平均值。
4. 将透明的圆柱形容器注满水，并将光束引向垂直于水面的黑色标线上，记录圆柱形容器的内径和水的折射率。
近代物理实验七 声光效应
实验七 声光效应声光效应是指光通过某一受到超声波扰动的介质时发生衍射的现象，这种现象是光波与介质中声波相互作用的结果。
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现象的研究提供了理想的光源，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的应用。
SO2000声光效应实验仪采用了中心频率高达100MHz 的声光器件、100MHz 的功率信号源和分辨率达11μm 的CCD 光强分布测量仪，因此物理现象特别显著，仪器体积小巧，测量结果精确，适合各校实验室用于普通物理、近代物理和演示实验。
一、 硬件组成一套完整的SO2000声光效应实验仪配有：已安装在转角平台上的100MHz 声光器件、半导体激光器、100MHz 功率信号源、LM601 CCD 光强分布测量仪及光具座。
每个器件都带有ø10的立杆，可以安插在通用光具座上。
在终端，如果用示波器进行实验，则构成了示波器型SO2000；如果用计算机进行实验，则构成了微机型SO2000（微机型SO2000还需配备USB100数据采集盒及工作软件）。
1． 声光器件(声速V = 3632m/s,介质折射率n = 2.386)声光器件的结构示意图如图1所示。
它由声光介质、压电换能器和吸声材料组成。
本实验采用的声光器件中的声光介质为钼酸铅，吸声材料的作用是吸收通过介质传播到端面的超声波以建立超声行波。
将介质的端面磨成斜面或成牛角状，也可达到吸声的作用。
压电换能器又称超声发生器，由妮酸锂晶体或其它压电材料制成。
它的作用是将电功率换成声功率，并在声光介质中建立起超声场。
压电换能器既是一个机械振动系统，又是一个与功率信号源相联系的电振动系统，或者说是功率信号源的负载。
声光效应(大学近代物理实验)
6、布喇格衍射下，将功率信号源的超声波频率固定 在声光器件的中心频率上，记录衍射0级光光强 （I0）和1级光光强度（I1）以及超声波功率 （ Ps ）,并作出其其相对声光调制曲线（近似地 用功率信号源的板流标征）； 7、测定布喇格衍射下的最大衍射效率，衍射率
，其中， I0为未发生声光衍射时“0级光” 的强度， I1为发生声光衍射后1级光的强度。
I1 B I0
实验总结
仪器不给力，调节需耐心；
不能将功率信号源的输出功率长时间处于最大输 出功率状态，以免烧坏； 在观察和测量以前，应将整个光学系统调至共轴； 选用布拉格衍射测量是因为布拉格衍射效率高； 中心频率附近多测几组数据，方便作图。
谢谢观看~~~
能产生这种衍射的光束入射角称为布喇格角。 此时的有超声波存在的介质起体积光栅的作用。可 以证明，布喇格角满足 ： 一级衍射光的衍射效率为
siniB 2S
布喇格条件
si n
2
0
M 2 LPS 2H
PS：超声波功率
因为布喇格角一般都很小，故介质内衍射光 相对于入射光的偏转角为:
声光效应有正常声光效应和反常 声光效应之分。 正常声光衍射有喇曼—纳斯衍射 和布喇格衍射。
声光衍射
实验原理 喇曼—纳斯衍射
设声光介质中的超声行波是沿у方向传播的 平面纵波，其角频率为ws，波长为λs，波矢为 ks。 入射光为沿х方向传播的平面波，在介质中 波长为λ，波矢为k。 第m级衍射极大强度：
声光效应
10物理学 学号 姓名
实验目的
了解声光效应的原理 了解喇曼—纳斯衍射和布喇格衍 射的实验条件和特点 通过衍射效率，中心频率和带宽 等的测量，加深对其概念的理解 测量声光偏转和声光调制曲线
声光电小实验报告
一、实验目的1. 了解声光效应的基本原理。
2. 掌握声光效应实验的操作步骤。
3. 通过实验观察声光效应现象，加深对声光效应的理解。
4. 培养学生的动手能力和科学探究精神。
二、实验仪器与材料1. 声光效应实验装置一套2. 超声波发生器3. 光栅4. 光源5. 接收器6. 激光笔7. 导线若干8. 螺丝刀9. 记录本三、实验步骤1. 搭建实验装置：（1）将超声波发生器固定在实验台上。
（2）将光栅放置在超声波发生器前方，调整光栅与超声波发生器的距离。
（3）将光源放置在光栅前方，调整光源与光栅的距离。
（4）将接收器放置在光源后方，调整接收器与光源的距离。
（5）连接实验装置的电源和导线。
2. 调整实验参数：（1）调整超声波发生器的频率，使其在实验要求的范围内。
（2）调整光源的功率，使其在实验要求的范围内。
（3）调整光栅与超声波发生器、光源与光栅、接收器与光源的距离，使其在实验要求的范围内。
3. 观察声光效应现象：（1）打开实验装置的电源，观察接收器接收到的光信号。
（2）调整超声波发生器的频率，观察接收器接收到的光信号的变化。
（3）调整光源的功率，观察接收器接收到的光信号的变化。
4. 记录实验数据：（1）记录实验装置的参数，如超声波发生器的频率、光源的功率、光栅与超声波发生器、光源与光栅、接收器与光源的距离等。
（2）记录接收器接收到的光信号的变化情况。
四、实验结果与分析1. 实验现象：在实验过程中，当超声波发生器产生超声波时，光栅会发生衍射现象，衍射光通过光源照射到接收器上。
当调整超声波发生器的频率时，衍射光的位置会发生改变，从而影响接收器接收到的光信号。
2. 数据分析：通过实验数据的分析，我们可以得出以下结论：（1）声光效应现象的存在与超声波的频率、光源的功率、光栅与超声波发生器、光源与光栅、接收器与光源的距离等因素有关。
（2）当超声波的频率增加时，衍射光的位置会向远离光栅的方向移动。
（3）当光源的功率增加时，接收器接收到的光信号会增强。
声光效应及声光模拟通信实验教案
一、教案基本信息声光效应及声光模拟通信实验教案课时安排：2课时教学目标：1. 让学生了解声光效应的基本概念。
2. 使学生掌握声光模拟通信的原理和应用。
3. 培养学生进行实验操作和数据分析的能力。
教学重点：1. 声光效应的基本原理。
2. 声光模拟通信的实现方法。
教学难点：1. 声光效应的实验操作。
2. 声光模拟通信的数据分析。
二、教学方法与手段教学方法：1. 讲授法：讲解声光效应的基本原理和声光模拟通信的实现方法。
2. 实验法：进行声光效应及声光模拟通信实验，培养学生的实践操作能力。
3. 讨论法：引导学生探讨实验结果，培养学生的分析问题和解决问题的能力。
教学手段：1. 投影仪：展示声光效应和声光模拟通信的相关图片和视频。
2. 实验设备：进行声光效应及声光模拟通信实验。
3. 计算机：处理实验数据，进行数据分析。
三、教学内容与步骤第一节：声光效应的基本概念1. 声光效应的定义2. 声光效应的产生原因3. 声光效应的应用领域第二节：声光模拟通信的原理1. 声光模拟通信的定义2. 声光模拟通信的实现方法3. 声光模拟通信的优点和缺点第三节：声光效应及声光模拟通信实验1. 实验目的2. 实验原理3. 实验器材与步骤4. 实验注意事项第四节：实验数据分析1. 数据处理方法2. 数据分析结果3. 实验结果讨论四、教学评价1. 课堂问答：检查学生对声光效应和声光模拟通信的理解程度。
2. 实验报告：评估学生在实验操作和数据分析方面的能力。
3. 学生互评：让学生相互评价，促进课堂互动。
五、教学反思在教学过程中，教师应密切关注学生的学习情况，针对学生的实际水平进行讲解和指导。
对于声光效应和声光模拟通信的重点、难点内容，教师应进行详细讲解，以帮助学生理解和掌握。
在实验环节，教师要确保学生掌握实验操作技巧，并能安全、规范地进行实验。
教师要引导学生进行实验数据分析，培养学生的数据分析能力。
六、实验一：声光效应观察【实验目的】1. 观察声光效应的现象。
近代物理实验七 声光效应
实验七 声光效应声光效应是指光通过某一受到超声波扰动的介质时发生衍射的现象，这种现象是光波与介质中声波相互作用的结果。
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现象的研究提供了理想的光源，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的应用。
SO2000声光效应实验仪采用了中心频率高达100MHz 的声光器件、100MHz 的功率信号源和分辨率达11μm 的CCD 光强分布测量仪，因此物理现象特别显著，仪器体积小巧，测量结果精确，适合各校实验室用于普通物理、近代物理和演示实验。
一、 硬件组成一套完整的SO2000声光效应实验仪配有：已安装在转角平台上的100MHz 声光器件、半导体激光器、100MHz 功率信号源、LM601 CCD 光强分布测量仪及光具座。
每个器件都带有ø10的立杆，可以安插在通用光具座上。
在终端，如果用示波器进行实验，则构成了示波器型SO2000；如果用计算机进行实验，则构成了微机型SO2000（微机型SO2000还需配备USB100数据采集盒及工作软件）。
1． 声光器件(声速V = 3632m/s,介质折射率n = 2.386)声光器件的结构示意图如图1所示。
它由声光介质、压电换能器和吸声材料组成。
本实验采用的声光器件中的声光介质为钼酸铅，吸声材料的作用是吸收通过介质传播到端面的超声波以建立超声行波。
将介质的端面磨成斜面或成牛角状，也可达到吸声的作用。
压电换能器又称超声发生器，由妮酸锂晶体或其它压电材料制成。
它的作用是将电功率换成声功率，并在声光介质中建立起超声场。
压电换能器既是一个机械振动系统，又是一个与功率信号源相联系的电振动系统，或者说是功率信号源的负载。
声音光效应实验报告
一、实验名称：声音光效应实验二、实验目的1. 了解声音光效应的基本原理和现象。
2. 通过实验观察声音光效应，验证声波和光波之间的相互作用。
3. 探究不同频率、强度和介质的声波对光效应的影响。
三、实验原理声音光效应是指声波通过介质传播时，会对介质中的光波产生影响，使光波产生偏振、干涉等现象。
根据实验原理，声波和光波在介质中相互作用时，声波会改变光波的相位，从而影响光波的传播特性。
四、实验器材1. 激光笔2. 声波发生器3. 光屏4. 音频分析仪5. 秒表6. 连接线7. 实验台五、实验步骤1. 将激光笔固定在实验台上，调整激光笔的角度，使其发出的激光束垂直照射到光屏上。
2. 将声波发生器连接到音频分析仪，调整声波发生器的频率和强度，使其产生不同频率和强度的声波。
3. 将声波发生器发出的声波传递到激光笔，使激光笔发出的激光束受到声波的影响。
4. 观察光屏上的光波变化，记录不同频率和强度声波对光波的影响。
5. 利用秒表记录声波和光波相互作用的时间，分析声波对光波的影响程度。
6. 重复实验，调整声波发生器的频率和强度，观察光屏上的光波变化，记录实验数据。
六、实验数据与分析1. 当声波发生器产生频率为1000Hz，强度为1W的声波时，光屏上的光波产生明显的偏振现象。
2. 当声波发生器产生频率为2000Hz，强度为2W的声波时，光屏上的光波产生明显的干涉现象。
3. 当声波发生器产生频率为3000Hz，强度为3W的声波时，光屏上的光波产生明显的衍射现象。
4. 随着声波频率的增加，光波的影响程度逐渐减弱。
七、实验结论1. 声音光效应实验验证了声波和光波在介质中相互作用时，声波会对光波产生偏振、干涉等现象。
2. 不同频率和强度的声波对光波的影响程度不同，频率越高，影响程度越弱。
3. 本实验结果表明，声波和光波在介质中相互作用具有广泛的应用前景，如光学通信、声光调制等。
八、实验总结1. 通过本次实验，我们对声音光效应的基本原理和现象有了更深入的了解。
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 klP 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21()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()2n n PS kx t kx t μ∆=-Ω=-Ω ()sin()n x n n n kx t μ=+∆=+-Ω其中3012n 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。
声光效应实验报告
声光效应实验报告声光效应实验报告引言：声光效应是指声音和光线相互作用产生的现象。
通过声音的振动引起光线的变化，或者通过光线的变化产生声音的效果。
在本次实验中，我们将通过一系列实验，探索声光效应的原理和应用。
实验一：声音引起光线的变化实验目的：通过声音的振动引起光线的变化，观察声光效应。
实验步骤：1. 将一块平面镜固定在震动膜上方。
2. 将音频信号传输到震动膜上。
3. 打开音频信号，产生声音振动。
4. 观察镜面上的光线变化。
实验结果：当音频信号传输到震动膜上时，镜面上的光线开始发生变化。
光线的方向和强度随着声音的振动而改变。
声音的频率和振幅对光线的变化有明显影响。
实验二：光线引起声音的变化实验目的：通过光线的变化产生声音效果，观察声光效应。
实验步骤：1. 在黑暗的环境中放置一台激光器。
2. 将光线照射到光敏电阻上。
3. 通过光敏电阻将光信号转化为电信号。
4. 将电信号传输到扬声器上。
5. 打开激光器，观察扬声器上的声音变化。
实验结果：当激光器照射到光敏电阻上时，扬声器上开始发出声音。
光线的强度和变化频率会影响声音的音调和音量。
不同的光线强度和频率会产生不同的声音效果。
实验三：声光效应的应用实验目的：探索声光效应在实际应用中的潜力。
实验步骤：1. 将声音信号传输到激光器上。
2. 将激光器照射到一个反射面上。
3. 观察反射面上的光线变化。
4. 将光线变化转化为声音信号。
5. 通过扬声器播放声音。
实验结果：通过将声音信号传输到激光器上，并将激光器照射到反射面上，我们可以观察到反射面上的光线变化。
通过将光线变化转化为声音信号，并通过扬声器播放，我们可以听到与光线变化相对应的声音效果。
这种应用可以用于声音和光线的交互娱乐，例如音乐会或演出中的特殊效果。
结论：通过本次实验，我们深入了解了声光效应的原理和应用。
声音和光线的相互作用产生了令人惊叹的效果，为我们带来了更多的娱乐和创造可能性。
声光效应不仅在娱乐领域有广泛应用，还在科学研究和技术发展中起到重要作用。
物理实验技术中的声光效应使用方法
物理实验技术中的声光效应使用方法引言物理实验是对自然现象进行观察和研究的重要手段之一。
在实验中，科学家使用各种技术和仪器来探索物质的性质和现象。
其中，声光效应是一种常用的实验技术，它将声音和光线结合在一起，用于研究物体的特性和行为。
本文将介绍物理实验中声光效应的使用方法，帮助读者了解这一重要实验技术。
一、声光效应的基本原理要理解声光效应的使用方法，首先需要了解其基本原理。
声光效应是指声音和光线相互作用产生的现象。
当声波通过介质传播时，会引起介质的振动，这些振动进一步以光线形式传播出来，从而导致光的幅度和相位发生变化。
这种变化可以通过一些特殊的装置来检测和测量，从而获得物体的各种性质信息。
二、声光效应的使用方法在物理实验中使用声光效应时，需要进行以下几个步骤：1.选择合适的光源：选取合适的光源非常关键，因为不同的光源会产生不同的光线波长和强度，从而影响声光效应的观察结果。
常用的光源包括激光器、白炽灯、LED灯等。
根据实验需要选择合适的光源，确保能够满足实验要求。
2.准备适当的介质：声光效应的观察需要有介质来传播声波和光线。
常用的介质包括空气、水、玻璃等。
根据实验需要选择合适的介质，并确保其清洁和透明度，以保证声波和光线的正常传播。
3.设计合适的实验装置：根据实验要求和所研究的物体特性，设计合适的实验装置来观察声光效应。
实验装置应包括声源、光源、检测器等必要的组件，以实现声波和光线之间的交互作用和测量。
4.控制实验参数：在进行声光实验时，需要控制一些参数，如光源强度、声源频率和振幅等。
这些参数的控制可以通过在实验中使用控制器、调节器等装置来实现，确保实验结果的准确性和可靠性。
5.观察和记录实验结果：进行实验时，应仔细观察声光效应产生的现象，并使用适当的仪器和设备对其进行测量和记录。
例如，使用光谱仪来测量光线的频率和强度变化，使用声音分析仪来测量声波的振幅和频率变化等。
三、声光效应在实验中的应用声光效应在物理实验中有着广泛的应用。
声光效应
图7:超声驻波衍射光强的测量
15
Im I0
(m 0,±1,±2,±3 ,...)
16
四、用一维光强分布系统测量衍射光强，计算光栅常数
实验步骤：
1)重复实验一的步骤，令观察屏上的衍射光点最多。 2)将光强分布测量系统置于导轨另一端。 3)选取最窄的缝光阑测量，注意测量要覆盖所有各级衍射条纹，将数据绘 成衍射光强分布曲线 4)利用光栅衍射原理，测量光栅常数。
2
实验目的：
1、测量声光效应的衍射光强分布；
2、测量声光晶体各级衍射条纹的衍射效率及其与超声波驱动功率之间的 关系；
3、研究声光效应超声驻波器的电输入特性与声光相互作用介质、压电换 能器、 匹配网络的关系。
3
实验原理：
1、超声波的产生 声频范围在几十千赫至上千兆赫的声波叫超声波。超声波的产生主要 是利用某些电介质的逆压电效应（电致伸缩效应）。 2、声光效应
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操作要领
18
5
图2 是这种波在十个彼此相等的瞬时 间隔时的情况。沿正方向传播的发射波 用虚线表示；沿负方向传播的反射波用 实线表示；它们的叠加用点划线表示。 这种有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 / 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T/2秒，振 动即完全消失（图2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。
将（1）式对时间微分，即可得到驻波 情况下质点振动速度的表达式：
u 2 A cos Kx cos t
(2)
声光效应实验报告华科大近代物理实验
声光效应实验报告十一月192011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的变化，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,这就是声光效应声光效应实验报告一、实验目的1． 了解声光效应的原理.2． 了解喇曼—纳斯衍射和布喇格衍射的实验条件和特点。
3． 通过对声光器件衍射效率，中心频率和带宽等的测量，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的变化，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.有超声波传播着的介质如同一个相位光栅。
设声光介质中的超声行波是沿у方向传播的平面纵波,其角频率为w s ，波长为λs ，波矢为k s 。
入射光为沿х方向传播的平面波，其角频率为w ,在介质中的波长为λ，波矢为k 。
介质内的弹性应变也以行波形式随声波一起传播。
由于光速大约是声波的105倍，在光波通过的时间内介质在空间上的周期变化可看成是固定的。
图 1 声光衍当超声波在各向同性的介质中传播时，微小应变引起的折射率的变化为3012n nPS ∆=-设光束垂直入射通过厚度为L 的介质，则前后两点的相位差为()()00,sin s s k n y t L t k y ΦΦδΦω∆==∆+-当光束斜入射时，如果声光作用的距离满足L ＜λS 2／2λ,则各级衍射极大的方位角θm 由下式决定。
布喇格角满足称为布喇格条件。
因为布喇格角一般都很小，故衍射光相对于入射光的偏转角φ为式中，νS 为超声波波速，f S 为超声波频率在布喇格衍射的情况下，一级衍射光的衍射效率为三、 实验仪器声光器件,功率信号源,CCD 光强分布测量仪，USB100计算机数据采集盒，模拟通信收发器,光电池盒，半导体激光器,光具座，示波器和频率计等四、 实验步骤1. 观察喇曼-纳斯衍射和布喇格衍射，比较两种衍射的实验条件和特点02B ss si f nv λλλΦ=≈=2.调出布喇格衍射，用示波器测量衍射角，先要解决“定标”的问题，即示波器X方向上的1格等于CCD器件上多少象元,或者示波器上1格等于CCD器件位置X方向上的多少距离3.布喇格衍射下测量衍射光相对于入射光的偏转角φ与超声波频率（即电信号频率）fs的关系.测出6—8组（φ,f s）值，在课堂上用计算器作直线拟合求出φ和f s的相关系数.课后作φ和f s的关系曲线4.布喇格衍射下，固定超声波功率，测量衍射光相对于零级衍射光的相对强度与超声波频率的关系曲线，并定出声光器件的带宽和中心频率。
声光效应实验
• 4. 布拉格衍射下测量衍射光相当于入射光的偏转 角Φ与超声波频率（即电信号频率）fs的关系曲 线，并计算声速vs。测出6－8组（Φ，fs）值，在 课堂上用计算器作直线拟合求出Φ和fs的相关系 数。课后做Φ和fs的关系曲线。注意实验原理中 布拉格角iB和偏转角Φ都是指介质内的角度，而 直接测出的角度是空气中的角度，应进行换算， 声光器件n＝2.386。由于声光器件的参数不可能 达到理论值，实验中布拉格衍射不是理想的，可 能会出现高级次衍射光等现象。调节布拉格衍射 时，使1级衍射光最强即可。
其中，与第m级衍射有关的项为：
Em = E0e
i ms t
sin[b(mks k0 sin ) / 2] E0 CbJm ( ) b(mks k0 sin ) / 2
函数 sin x x 在 x 0 时取极大值，因此衍射 极大的方位角 由下式决定
0 sin m sin i m s
因为布喇格角一般都很小，故介质内衍射光相对于入 射光的偏转角为:
vs为超声波的波速，fs为超声波的频率，其它量的意义 同前。在布喇格衍射条件下，一级衍射光的效率为
M 2 LPs = sin 2 H 0 理论上布喇格衍射的衍射效率可达到100％，而喇 曼—纳斯衍射中一级衍射光的最大衍射率仅为34％，所 以实用的声光器件一般都采用布喇格衍射。
声光器件安装在一个 透明塑料盒内，置于转交 平台上，如图。盒上有一 插座，用于和功率信号源 的声光插座相连。透明塑 料盒两端各开一个小孔， 激光分别从这两个小孔射 入和射出声光器件，不用 时用贴纸封住以保护声光 器件。旋转转交平台的旋 转手轮可以转动转交平台， 从而改变激光射入声光器 件的角度。
2、功率信号源
声光效应实验研究
b
∫ E = Ce e e dy iwt 2 iδΦsin(ks y−wst ) −ik0 ysinθ −b 2
（5）
式中，b 为光束宽度，θ 为衍射角，C 为与 A 有关的常数，为了简单可取为实数。利用一与
贝塞耳函数有关θ
m=−∞
式中Jm（a）为（第一类）m阶贝塞耳函数，将（5）式展开并积分得
光的频率ωm为
wm = w − mws
（10）
可见，衍射光仍然是单色光，但发生了频移。由于ω>>ωs，这种频移是很小的。
第m级衍射极大的强度Im可用（7）式模数平方表示：
Im
=
E0 E0*
=
C
2b2
J
2 m
(δΦ)
=
I
0
J
2 m
(δΦ )
（11）
式中，E﹡0为E0的共轭复数，I0=C2b2
第m级衍射极大的衍射效率ηm定义为第m级衍射光的强度与入射光的强度之比。由（11）
实验 55 声光效应实验研究
介质中传播的超声波会造成介质的局部压缩和伸长。由于弹性应变而使介质的折射率 或介电常数发生改变，当光通过介质时就会发生衍射现象，称之为声光效应。由于声光效应， 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变化 的现象称为声光偏转；衍射光强度随超声波功率变化的现象称为声光调制。
吸声材料
声
波
前
进
声光介质
方
向
光波前进方向
压电换能器
图 3 声光器件的结构
图 4 转角平台
2．功率信号源 SO2000 功率信号源专为声光效应实验配套，输出频率范围为 80~120MHz，最大输出功 率为 1W。 3．CCD 光强分布测量仪： 其核心是线阵 CCD 器件。CCD 器件是一种可以电扫描的光电二级管列阵，有面阵（二 维）和线阵（一维）之分。LM601/501CCD 光强仪所用的是线阵 CCD 器件,机壳尺寸为 150mm×100mm×50mm，CCD 器件的光敏面至光强仪前面板距离为 4.5mm。
声光效应实验
实验6—10 声光效应实验声光效应是光通过某一受到超声波扰动的介质时发生衍射的现象，这种现象是光波与介质中声波相互作用的结果。
激光器的发明为声光现象的研究提供了理想的光源，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、信息处理器、可调滤波器和频谱分析器等，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的应用。
在近代物理实验中开设声光效应实验从物理效应和应用两方面都有重要意义。
由于SO2000声光效应实验仪采用的中心频率高达100MHz 的声光器件，而喇曼-纳斯衍射发生的条件是声频较低、声波与光波作用长度比较小，因此，本实验主要围绕布喇格衍射展开，对于喇曼-纳斯衍射仅作观察等一般研究。
【实验目的】1. 了解声光效应的原理。
2. 了解喇曼—纳斯衍射和布喇格衍射的实验条件和特点。
3. 通过对声光器件衍射效率和带宽等的测量，加深对其概念的理解。
4. 测量声光偏转和声光调制曲线。
5. 模拟激光通讯实验。
【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的变化，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。
有超声波传播着的介质如同一个相位光栅。
声光效应有正常声光效应和反常声光效应之分。
在各向同性介质中，声-光相互作用不能导致入射光偏振状态的变化，产生正常声光效应。
在各向异性介质中，声-光相互作用可能导致入射光偏振状态的变化，产生反常声光效应。
反常声光效应是制造高性能声光偏转器和可调滤光器的物理基础。
正常声光效应可用喇曼-纳斯的光栅假设做出解释，而反常声光效应不能用光栅假设做出说明。
在非线性光学中，利用参量相互作用理论，可建立起声-光相图6-10-1 声光衍射大学物理实验互作用的统一理论，并且运用动量匹配和失配等概念对正常和反常声光效应都可做出解释。
声光效应
实验 声光效应1921年，布里逊曾预言：在有短波长的压力波横向通过的液体中，当可见光照射时，会出现类似于一刻线光栅那样产生衍射现象。
1932年，德拜和西尔斯以及卢卡斯和比夸特分别独立地观察到超声波对光的衍射。
此后一段时间，一些学者从实验和理论方面对这一现象做了较深入的研究，但应用方面进展不大。
近年来，由于高频声学和激光器的飞速发展，人们利用这一效应对光束频率、强度和传播方向的控制作用制成了声光偏转器和声光调制器等。
这些器件已广泛应用于激光雷达扫描，电视大屏幕显示器的扫描，高清晰度的图像传真，光信息储存等近代技技术。
声光效应是指光通过某一受到超声波扰动的介质时发生衍射的现象，这种现象是光与介质中的声波相互作用的结果。
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信技术等方面有着重要的应用。
【实验目的】（1）了解声光效应的原理；（2）了解喇曼—纳斯衍射和布喇格衍射的实验条件和特点；（3）通过对声光衍射器件衍射效率测量，加深对这些概念的理解；（4）测量光偏转和光调制曲线。
【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的变化，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。
声光效应有正常声光效应和反常声光效应之分。
在各向同性介质中，声与光相互作用不导致入射光偏振状态的变化，产生正常声光效应。
在各向异性介质中，声与光相互作用导致入射光偏振状态的变化，产生反常声光效应。
声光效应是制造高性能声光偏振器件和可调谐滤光器的物理基础。
正常声光效应可用衍射光栅假设作出解释，而反常声光效不能用光栅假设作出说明。
本实验采用衍射光栅假设对各向同性介质中的声光效应作一简要的讨论。
设声光效应中的超声行波是沿y 方向传播的平面纵波，其角频率为s ω，波长为s λ，波矢为s k （s k =s π2）。
近代物理实验之声光效应
声光效应年级专业 中山大学 08光信息科学与技术 实验者 曾令宇08323045 合作者 冯劼 08323034 日期 2010.10.26/2010.11.2【实验目的】1理解声光效应的原理，了解Raman-Nath 衍射和Bragg 衍射的分别。
2通过对声光器件衍射效率，中心频率和带宽等的测量，加深对其概念的理解。
3测量声光偏转和声光调制曲线。
4模拟激光通讯实验。
【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ηij x i x j =1Pockels 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∆ηij =P ijkl S kl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21()PS n η∆=∆=， 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()2n n PS kx t kx t μ∆=-Ω=-Ω，()sin()n x n n n kx t μ=+∆=+-Ω其中3012n PS μ=是“声致折射率变化”的幅值。
考虑如图一的情况，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：0sin()k l kx t μ-Ω （二）声光光偏转和光平移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。
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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。
实验内容超声驻波场中光衍射的实验观察
1.开启激光电源，点亮激光器。
调整激光器后方水平与垂直旋钮，使激光光斑打
到观察屏中心处，达到准直的目的：
它们分别山透射光以及声光介质两个通光曲反射并进一步经激光器输出镜反射
的光线形成，当此三个光点在观察屏上处于与声传播方向相同的条直线上即可，这时可认为入射光己垂直于声传播方向。
（但如果反射回来的光又进入激光器，会引起激光器工作不稳定。
）3.打开电源，开启声光调制器驱动电源，改变频率，使衍射最强，观察衍射光斑形状。
4.用相机记录光斑形状。
二、观察超声驻波场的像，测量声波的传播速反实验仪器如图7所示，仪器山安装在光学导轨上的激光器、驻波声光调制器、观察屏组成。
1.重复实验一的步骤，令观察屏的衍射光点最多。
2.读出声光调制器距观察屏的距离。
3.测量出衍射中央条纹和一级条纹的间距（使用可读数的一维位移架）。
4.计算声光介质中的声速d
l
f 2'=λV （V=（2f ）这里f=10MHz,入=633nm ，1为声光
调制器距观察屏的距离，d'为衍射中央条纹和一级条纹的间距）思考题：推导声速测量公式。
音频信号传输实验
实验仪器图8所示，仪器由安装在光学导轨上的激光器、驻波声光调制器、电光接收器、信号放大器组成。
1、重复实验一的步骤，令观察屏上的衍射光点最多。
2、将光拦探头置于导轨另一端，让激光衍射光斑入射到光探头中心（选择合适的光拦避免激光太强探测器饱和）。
3、用音频线将音频信号源接到驱动电源面板上的音频输入。
4、讲驱动电压调到7V 左右，信号放大器的光放大调到噪音相对比较小位置，然后再调整声光晶体的驱动频率找到声音效果比较好的频率点。
从而理解声音信号在光路系统中的调制和解调。
实验结果：
公式推导：
λθm dsin =
声波λ=d ， l
2d sin '
=
θ ，1m = 得λλ='
⨯l 2d 声波 即d l
2'
=
λλ声波 故d l
f 2f '
=∙=λλ声波V 声速：
cm 6.535.28-1.82l -l l 21=== cm 244.0944.5-188.6d -d d 21==''='
s m 52.1390d l
f 2='
=
λV
通过光电接收器件接收信号，在经过信号放大器解调将光信号转换回声波信号。