可视化声学实验内容的设计  

Design of Visualizing Acoustic Experiment Contents

作　　者：潘天辰 赵金龙 黄永政 张然[1] 周成 方青庭 罗锻斌[1] 刘龙豪 PAN Tianchen;ZHAO Jinlong;HUANG Yongzheng;ZHANG Ran;ZHOU Cheng;FANG Qingting;LUO Duanbin;LIU Longhao(School of Physics,East China University of Science and Technology,Shanghai 200237,China;School of Mechanical and Power Engineering,East China University of Science and Technology,Shanghai 200237,China;ShijiZhongke Photoelectric Technology Co.,Ltd,Chengdu,610100,China)

机构地区：[1]华东理工大学物理学院,上海200237 [2]华东理工大学机械与动力工程学院,上海200237 [3]四川成都世纪中科光电技术有限公司,成都610100

出　　处：《大学物理实验》2023年第3期1-6,共6页Physical Experiment of College

基　　金：2021年华东理工大学-四川世纪中科光电技术有限公司教育部产学合作协同育人项目“基于声场可视化的声学实验设计开发”(202102538004);2019年度上海市重点课程《光电子技术》课程建设项目(YK0126154);华东理工大学2023年本科教育教学改革研究项目;华东理工大学2022年度大学生创新实验项目(X202210251294)。

摘　　要：通过搭建反射式V型纹影光路,实现了40 kHz超声波的可视化。利用该纹影光路设计了一系列关于声学内容的教学实验。这些内容可以直观、方便地对声学行波场的反射、衍射、准直以及一维、二维声学驻波场的力学效应进行演示探究,也可以对声场及声学器件的相关参数进行定量测量。这些实验结合了光学、声学、力学等学科内容,同时融入学科前沿应用,丰富了目前大学物理实验中传统声学实验的内容。By designing and building a reflective V-schlieren light path,the visualization of 40 kHz sound wave is realized.Using the schlieren light path,a series of teaching experiments about acoustics are designed and developed.These contents can directly and conveniently demonstrate the reflection,diffraction,collimation of the acoustic traveling wave field and the mechanical effects of the one-dimensional and two-dimensional acoustic standing wave field,and can also quantitatively measure the relevant parameters of the acoustic field and acoustic devices.The design and development of some experimental contents combines optics,acoustics,mechanics and other contents,and integrates the frontier application of acoustics,which greatly expands and enriches the contents of traditional acoustic experiments in current university physics experiments.

关 键 词：纹影光学 声速测量 菲涅尔超声透镜 声学格子 声悬浮 

分 类 号：O435.1[机械工程—光学工程] O422.1[理学—光学] O426.2[理学—物理]