SF-1聲懸浮演示儀
第八屆全國演示實驗二等獎
一、概述
聲波是經(jīng)典物理學長期研究的對象，并由此揭示了一般縱波的各種振蕩、波動、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，當聲波諧振腔的長度恰好是該聲波的整數(shù)倍時產(chǎn)生諧振；在波源強度不變、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，當其受到上下兩面壓力之差足以克服其自身重力時，該薄片會被懸浮起來。
三、實驗操作
1、放置儀器于獨立實驗桌上，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，顯示信號源頻率為340Hz,緩幔增大輸出幅度，聽揚聲器有無雜音。
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，再適當增大輸出可見圓紙片懸浮于管中一定位置，并不停飄動。
4、改變頻率，重復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，測量兩紙片間距離，試找出其規(guī)律，與頻率相關(guān)嗎？
6、實驗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，頻率須作適當修正，圓紙片才會穩(wěn)定下來，一旦穩(wěn)定可適當減小輸出。
7、實驗測試時頻率可從200-600Hz范圍內(nèi)配合適當?shù)姆日{(diào)節(jié)一般均可飄浮于諧振管腔一定的位置。