SF-1聲懸浮演示儀
第八屆全國演示實(shí)驗(yàn)二等獎(jiǎng)
一、概述
聲波是經(jīng)典物理學(xué)長期研究的對(duì)象，并由此揭示了一般縱波的各種振蕩、波動(dòng)、傳輸特征，聲懸浮現(xiàn)象在金屬無接觸懸浮熔煉、晶體懸浮生長領(lǐng)域得到了重要的應(yīng)用。
二、原理
單一頻率的聲波在諧振腔內(nèi)傳播，其入射、反射兩列波相干形成駐波，駐波振幅在諧振腔內(nèi)相對(duì)空間位置呈周期性的極大、零，再到極大的分布，且相鄰極大值或零之間的距離均為該聲波的半波長，當(dāng)聲波諧振腔的長度恰好是該聲波的整數(shù)倍時(shí)產(chǎn)生諧振；在波源強(qiáng)度不變、頻率不變的條件下，諧振腔內(nèi)產(chǎn)生穩(wěn)定的駐波現(xiàn)象，在諧振腔內(nèi)某一位置放置一薄片，當(dāng)其受到上下兩面壓力之差足以克服其自身重力時(shí)，該薄片會(huì)被懸浮起來。
三、實(shí)驗(yàn)操作
1、放置儀器于獨(dú)立實(shí)驗(yàn)桌上，關(guān)下幅度調(diào)節(jié)電位器，左旋到底后，接通電源。
2、調(diào)節(jié)頻率旋鈕，顯示信號(hào)源頻率為340Hz,緩幔增大輸出幅度，聽揚(yáng)聲器有無雜音。
3、關(guān)小輸出電位器后，放上諧振腔管后，調(diào)節(jié)輸出，在諧振管上管口放置輕質(zhì)圓紙品，可見圓紙片緩幔下落，再適當(dāng)增大輸出可見圓紙片懸浮于管中一定位置，并不停飄動(dòng)。
4、改變頻率，重復(fù)上述操作可見不同頻率下，比較圓紙片飄浮高度位置。
5、適當(dāng)關(guān)小輸出后，讓圓紙片下落高度后，再增大輸出，再試放一枚紙片，測(cè)量兩紙片間距離，試找出其規(guī)律，與頻率相關(guān)嗎？
6、實(shí)驗(yàn)中諧振管上口蓋上管塞后，聲音變輕一些，諧振腔諧振頻率改變，頻率須作適當(dāng)修正，圓紙片才會(huì)穩(wěn)定下來，一旦穩(wěn)定可適當(dāng)減小輸出。
7、實(shí)驗(yàn)測(cè)試時(shí)頻率可從200-600Hz范圍內(nèi)配合適當(dāng)?shù)姆日{(diào)節(jié)一般均可飄浮于諧振管腔一定的位置。