從初的把線圈接在某通訊線路上進(jìn)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(zhǎng)的階段。而在戰(zhàn)爭(zhēng)偵破領(lǐng)域中不讓對(duì)方知道的聽——q聽技術(shù)的使用已經(jīng)相當(dāng)普遍了。本實(shí)驗(yàn)儀采用可見激光進(jìn)行聽,如果要聽到周圍戒備森嚴(yán)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(shí)現(xiàn)聽。實(shí)驗(yàn)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(huì)產(chǎn)生電導(dǎo)率的變化(光電導(dǎo))或產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)(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(shí)驗(yàn)用可見光范圍內(nèi)的激光束,照射在一個(gè)貼有小鏡子的木箱上。木箱內(nèi)裝有收音機(jī),收音機(jī)播音時(shí)的聲波引起木箱壁的振動(dòng),使照在小鏡子上的激光光斑由于振動(dòng)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(cè)器接收反射光,由于反射光位置的變化引起探測(cè)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(gè)變化的電壓經(jīng)放大,輸入揚(yáng)聲器,就能聽到聲音了。實(shí)驗(yàn)裝置由三部分構(gòu)成:監(jiān)源:由收音機(jī)、小鏡子和木箱組成。收音機(jī)在木箱里發(fā)出的聲波會(huì)引起木箱壁的振動(dòng),從而使貼在木箱上的小鏡子一起振動(dòng)。光路:本實(shí)驗(yàn)的光源是半導(dǎo)體激光器,它將光射向小鏡子,其反射光由光電探測(cè)器接收。由于小鏡子的振動(dòng),使反射光中帶有了收音機(jī)中聲波的信息。接收裝置:由光電探測(cè)器、放大器和揚(yáng)聲器音箱組成。帶有聲波信息的激光照在光電探測(cè)器上,由于受光面積變化,會(huì)產(chǎn)生電壓的變化,這種電壓變化經(jīng)放大器放大后,由揚(yáng)聲器轉(zhuǎn)換成聲音播出,從而還原出木箱中收音機(jī)的聲音。必做部分:1.將裝有鏡子木箱放在遠(yuǎn)處(4-8米),將收音機(jī)調(diào)至合適的電臺(tái),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(cè)器能夠接收到反射光,接通探測(cè)器與主機(jī),以及實(shí)驗(yàn)主機(jī)與音箱。3.敲擊玻璃,在揚(yáng)聲器上應(yīng)能聽到敲擊聲,說明此時(shí)光路已調(diào)好、線路已接通。4.打開木箱內(nèi)收音機(jī),仔細(xì)調(diào)節(jié)探測(cè)器與激光光斑之間的相互位置,使光斑移動(dòng)的中心在探測(cè)器的邊緣。此時(shí)應(yīng)可聽到揚(yáng)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(shí),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(dòng)勢(shì),此為光致電壓效應(yīng)。從實(shí)驗(yàn)裝置判斷,本實(shí)驗(yàn)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(cè)器的角度以垂直為好還是傾斜為好?為什么?4.對(duì)于各次實(shí)驗(yàn)所聽到的聲音和強(qiáng)度音質(zhì)不同,請(qǐng)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(cè)器上的光斑移動(dòng)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(shí)驗(yàn)裝置應(yīng)做哪些改進(jìn)?實(shí)驗(yàn)拓展:探測(cè)器前加上透鏡,重復(fù)實(shí)驗(yàn),給出結(jié)論。本實(shí)驗(yàn)中木箱的箱蓋與木框間是有間隙的。如果箱蓋四周嚴(yán)密固定,情況會(huì)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(shí)驗(yàn)?可一試,并得出相應(yīng)的結(jié)論。*設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),用示波器、信號(hào)發(fā)生器、揚(yáng)聲器等對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行半定量的測(cè)量,改變聲波頻率,觀測(cè)聽到的波形大小,找出音質(zhì)優(yōu)劣的原因。配置清單:實(shí)驗(yàn)儀主機(jī)1臺(tái)激光發(fā)射器1個(gè)激光接收器1個(gè)音箱1個(gè)木箱1個(gè)收音機(jī)1個(gè)小鏡片(貼在木箱上)1個(gè)連接線3個(gè)電源線1根裝箱清單1份合格證1份說明書1份
毛細(xì)管液體粘滯系數(shù)測(cè)試實(shí)驗(yàn)儀
在穩(wěn)定流動(dòng)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(xué)領(lǐng)域也起著重要的作用。 例如,現(xiàn)代醫(yī)學(xué)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(huì)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(cè)量血粘度的大小是檢查人體血液健康的重要標(biāo)志之一。本實(shí)驗(yàn)儀器是使用奧氏粘度計(jì),采用比較法測(cè)量液體粘滯系數(shù)。與其他高校中落球法測(cè)量液體粘滯系數(shù)的方法相比,本實(shí)驗(yàn)是利用了粘滯流體在垂直毛細(xì)管內(nèi)的流動(dòng)規(guī)律,具有所需測(cè)量樣品量少、可測(cè)不同溫度點(diǎn)、控溫精度高、結(jié)果可重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)。不但擴(kuò)展了學(xué)生的知識(shí)面,而且培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力。本實(shí)驗(yàn)儀器可用于基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。應(yīng)用該儀器可以完成以下實(shí)驗(yàn)內(nèi)容:研究在垂直毛細(xì)管內(nèi)的流動(dòng)規(guī)律。通過比較法,在任一相同溫度下,測(cè)量一定量體積未知粘滯系數(shù)的液體流過毛細(xì)管的時(shí)間和相同體積已知粘滯系數(shù)的液體流過毛細(xì)管的時(shí)間,并通過計(jì)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(dá)0.1℃,控溫范圍:室溫到45℃。計(jì)時(shí)器分辨率:0.1s,量程:0-999.9s。電機(jī)轉(zhuǎn)速可調(diào)。電源:交流220v±10%。