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(lǐng)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(yīng)的原理制作而成的,光電效應(yīng)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(yīng)一般統(tǒng)稱為光電效應(yīng)。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(yīng)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(yīng)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(guān)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(yīng)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(yīng)可聽到揚聲器發(fā)出的聲音。思考題:1.光電效應(yīng)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(yīng);(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(yīng);(3)固體材料產(chǎn)生一定方向的電動勢,此為光致電壓效應(yīng)。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(yīng)做哪些改進?實驗拓展:探測器前加上透鏡,重復(fù)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(yīng)的結(jié)論。*設(shè)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(yīng)用,在生物以及醫(yī)學領(lǐng)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(guān),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(fù)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(chǔ)物理實驗和設(shè)計性實驗。應(yīng)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%。