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激光*聽實驗儀接收裝置
更新時間:2023-10-14   點擊次數:272次

從初的把線圈接在某通訊線路上進行聽,直到現在全球的無線手聽,聽系統的發展經歷了漫長的階段。而在戰爭偵破領域中不讓對方知道的聽——Q聽技術的使用已經相當普遍了。
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聽。
實驗原理:
光電傳感器是根據光電效應的原理制作而成的,光電效應是指物質(主要是金屬)在光的照射下釋放電子的現象。這是1887年赫茲首先發現的,1905年愛因斯坦引入光子概念后才得到圓滿的解釋。以后人們又發現固體材料內的載流子在光線的照射下會產生電導率的變化(光電導)或產生電動勢(光致電壓),這些由光產生的電效應一般統稱為光電效應。
本實驗用可見光范圍內的激光束,照射在一個貼有小鏡子的木箱上。木箱內裝有收音機,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生相應的變化,再將這個變化的電壓經放大,輸入揚聲器,就能聽到聲音了。
實驗裝置由三部分構成:
監源:由收音機、小鏡子和木箱組成。收音機在木箱里發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,會產生電壓的變化,這種電壓變化經放大器放大后,由揚聲器轉換成聲音播出,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),將收音機調至合適的電臺,使聲音清晰無雜音,并放入木箱內關上箱門。
2.調整光路: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,說明此時光路已調好、線路已接通。
4.打開木箱內收音機,仔細調節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射,此為外光電效應;(2)固體材料內載流子的特性發生變化,引起材料電阻率的變化,此為內光電效應;(3)固體材料產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不同,請給出合理的解釋。
5.在聽到的音質的情況下,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,并得出相應的結論。
*設計實驗,用示波器、信號發生器、揚聲器等對實驗內容進行半定量的測量,改變聲波頻率,觀測聽到的波形大小,找出音質優劣的原因。
配置清單:
實驗儀主機1臺
激光發射器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測試實驗儀

在穩定流動的液體中,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摩擦力或粘滯力,液體這一性質稱為粘滯性。這是液體的重要性質之一,不僅在工程和生產技術上有著廣泛的應用,在生物以及醫學領域也起著重要的作用。 例如,現代醫學發現,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,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。與其他高校中落球法測量液體粘滯系數的方法相比,本實驗是利用了粘滯流體在垂直毛細管內的流動規律,具有所需測量樣品量少、可測不同溫度點、控溫精度高、結果可重復性好等優點。不但擴展了學生的知識面,而且培養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容:
研究在垂直毛細管內的流動規律。
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的液體流過毛細管的時間和相同體積已知粘滯系數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。
技術參數:
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。
電機轉速可調。
電源:交流220V±10%。

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