Ультразвуковой генератор

Рис.2. Ультразвуковой генератор

Генератор (рис.2) предназначен для возбуждения ультразвуковых волн в жидкости и регистрации резонансов на стоячих волнах. Прибор подключается к сети 220 В через кабель с вилкой 1 и вклю­чается тумблером 5. Светодиод 4 индицирует наличие выход­ного сиг­нала, подаваемого на гнезда 3. Стрелочный прибор 2 измеряет амплитуду си­гнала, предел шкалы - 6 В. При включении без нагрузки прибор «зашкаливает», такое включение допускается лишь для про­верки работоспособности генератора на время не более 10 секунд. Нагрузкой генератора является пьезокерамический излучатель, уста­новленный в модуле М08 «Ультра­звук». Частота вырабатываемых генератором колебаний определяется резонансной частотой излучателя и указана в перечне состава изде­лия. Эта частота может быть измерена студентом самостоятельно с помощью осциллографа или частотомера.

Ультразвуковые волны в жидкости

К выходным гнездам ультразвукового генератора (ПОЗ) подклю­чается модуль М08 «Ультразвук». Сюда же может быть подключен ос­циллограф или частотомер.

• Измерьте частоту ультразвука.

Частота генератора под нагрузкой:

по осциллографу ____________________ МГц

по частотомеру ____________________ МГц

• Пронаблюдайте действие ультразвука.

Ослабив крепежные винты (поз.9 на рис.16), снимите верхнюю часть корпуса акустооптического модуля. Налейте в канал нижней части корпуса воду так, чтобы ее уровень оказался чуть ниже сере­дины окна. При включении ультразвукового генератора наблюдается образование фонтана в области фокусировки ультразвуковой волны, а затем - распыление жидкости в аэрозоль. Как только прекратится образование аэрозоля, немедленно выключите генератор, иначе излу­чатель может выйти из строя.

Стоячие волны

Налейте в канал воду до уровня начала расширенной части ка­нала (уровень 0-0 на рис. 20) и установите на место верхнюю часть корпуса.

• Медленно вращая барабан, регистрируйте положения штока, соответствующие минимумам показаний вольтметра генератора. Эти положения следуют с шагом в половину длины волны ультразвука.

• Запишите результаты в таблицу 1. Вычислите скорость ультразвука в воде u=f.

Частота f = МГц

Таблица 1

№ пп	Координаты штока (мм)	Длина волны звука  (мм)	Скорость ультразвука (м/с)

Дифракция света на ультразвуке

Соберите схему наблюдения дифракции Фраунгофера в соответ­ствии с Рис.3. В качестве дифрак­ционного объекта установите аку­стооптический модуль. При включении ультразвукового гене­ратора сфокусированное пятно на экране разделяется на несколько пятен, соответствующих дифракции на фазовой ультразвуковой дифракционной решетке.

Определите угловое расстояние между соседними дифракци­онными максимумами и найдите длину волны ультразвука.

Таблица 2

Длина волны света	0 = 0,6328 мкм
Координата модуля на оптической скамье	X0 = мм
Координата дифракционной картины на оптической скамье	X1 = мм
Расстояние между максимумами на экране	H = мм
Коэффициент увеличения проекционного микроскопа	К =
Расстояние между максимумами дифракцион­ной картины	h = Н/К = мм
Угловое расстояние между максимумами	= h/(X1 – Х0 )=
Длина волны ультразвука	звука=0/= мм