超声光栅测声速实验报告数据处理

实验设计说明书

题目：利用超声光栅测液体中的声速

院部：理工科基础教学部

专业班级： 物理学（创新实验班）1班 学生姓名：某某某 学 号：41106XXX

实验日期： 2013年5月21日

超声光栅测液体中的声速

人耳能听到的声波，其频率在16Hz到20kHz范围内。超过20Hz的机械波称为超声波。光通过受超声波扰动的介质时会发生衍射现象，这种现象称为声光效应。利用声光效应测量超声波在液体中传播速度是声光学领域具有代表性的实验。

一、实验目的

（1）学习声光学实验的设计思想及其基本的观测方法。 （2）测定超声波在液体中的传播速度。 （3）了解超声波的产生方法。

二、 仪器用具

分光计，超声光栅盒，高频振荡器，数字频率计，纳米灯。

三、 实验原理

将某些材料（如石英、铌酸锂或锆钛酸铅陶瓷等）的晶体沿一定方向切割成晶片，在其表面上加以交流电压，在交变电场作用下，晶片会产生与外加电压频率相同的机械振动，这种特性称为晶体的反压电效应。把具有反压电效应的晶片置于液体介质中，当晶片上加的交变电压频率等于晶片的固有频率时，晶片的振动会向周围介质传播出去，就得到了最强的超声波。 正文：

光声效应的发现无

超声光栅 实验报告

一、实验目的与实验仪器

1.实验目的

（1）了解超声光栅的原理和使用；

（2）利用超声光栅声速仪测量超声波在水中的传播速度。

2.实验仪器

GSG—1 型超声光栅声速仪、超声发生器（工作频率9~13MHz）、换能器、液槽、JJY-1’型分光仪（物镜焦距f = 168mm）、测微目镜（测微范围8mm）、放大镜、待测液及光源（钠灯或汞灯）等。

二、实验原理

介质受到超声波周期性的扰动，其折射率也将发生变化，此时光通过这种介质，就像透过投射光栅一样，这种现象称为超声致光衍射，把这种载有超声波的透明介质称为超声光栅。利用超声光栅可以计算超声波在透明介质中的速度。

设超声波在液体中以平面波形式沿x方向，在x方向液体中波的形式如下：

y1 = Amcos[2π·( )]

式中，y1为偏离平衡位置的位移量；Am为振幅，Ts为超声波周期，λs为超声波波长。

若在垂直x方向有一反射平面，则超声波被平面反射后沿x反方向传播，有如下方程：

y2 = Amcos[2π·( )]

当正反两方向的平面波叠加形成驻波时，平衡位置的偏移量为

y = y1+y2 = 2Amcos2πcos2π

超声波形成驻波

中国石油大学 近代物理实验 实验报告 成 绩： 班级：应用物理学09-2班 姓名：王国强 同组者：庄显丽 教师： 实验4-1 超声光栅与透明液体中声速的测量

【实验目的】

1、观察并体会液体中超声光栅衍射现象

2、学习一种测定透明液体中的声速的方法 3、了解产生超声波的方法 【实验原理】

超声波在液体中以纵波的形式传播，在波前进的路径上，液体被周期压缩与膨胀，其密度产生周期性的变化，形成所谓疏密波。因为液体对光的折射率与液体的密度有关系，所以随着液体密度周期性地变化，其折射率也在周期地变化。如图（4-1-1）所示。

液体中折射率周期性变化的区域起到了与光学上平面光栅相类似的作用，当入射光线和超声波前进方向互相垂直时，发生衍射，这种衍射即为喇曼-奈斯衍射。习惯上，我们常把透明液体（或固体）

中由于超声波使折射率周期性地变化的现象称为超声光栅。所对应的光栅常

数，即为两个相邻疏密部分之间的距离，由图（4-1-1）可见，就是超声波的波长Λ。

由光学理论，一波长为λ的平面光垂直通过光栅常数为d 的光栅时，其第k级亮条纹的衍射角图4-1-1 超声驻波?k满足关系式

dsin?k??k?

南昌大学物理实验报告

课程名称： 大学物理实验

实验名称： 超声光栅

学院： 专业班级：

学生姓名： 学号：

实验地点： 座位号：

实验时间：

一、实验目的： 1.了解超声光栅产生的原理 2.了解声波如何对光信号进行调制 3.通过对液体（非电解质溶液）中的声速的测定，加深对其中声学和光学物理概念的理解 二、实验原理： 超声波作为一种纵波在液体中传播时，超声波的声压使液体分子产生周期性的变化，促使液体的折射率也相应的作周期性的变化，形成疏密波。此时，如有平行单色光沿垂直于超声波传播方向通过这疏密相同的液体时，就会被衍射，这一作用，类似光栅，所以称为超声光栅。 超声波传播时，如前进波被一个平面反射，会反向传播。在一定条件

中国石油大学 近代物理实验 实验报告 成 绩： 班级：应用物理学09-2班 姓名：王国强 同组者：庄显丽 教师： 实验4-1 超声光栅与透明液体中声速的测量

【实验目的】

1、观察并体会液体中超声光栅衍射现象

2、学习一种测定透明液体中的声速的方法 3、了解产生超声波的方法 【实验原理】

超声波在液体中以纵波的形式传播，在波前进的路径上，液体被周期压缩与膨胀，其密度产生周期性的变化，形成所谓疏密波。因为液体对光的折射率与液体的密度有关系，所以随着液体密度周期性地变化，其折射率也在周期地变化。如图（4-1-1）所示。

液体中折射率周期性变化的区域起到了与光学上平面光栅相类似的作用，当入射光线和超声波前进方向互相垂直时，发生衍射，这种衍射即为喇曼-奈斯衍射。习惯上，我们常把透明液体（或固体）

中由于超声波使折射率周期性地变化的现象称为超声光栅。所对应的光栅常

数，即为两个相邻疏密部分之间的距离，由图（4-1-1）可见，就是超声波的波长Λ。

由光学理论，一波长为λ的平面光垂直通过光栅常数为d 的光栅时，其第k级亮条纹的衍射角图4-1-1 超声驻波?k满足关系式

dsin?k??k?

生 化 实 习 报 告

班级：生物技术指导教师：敖新宇、贾璐 学号： 姓名： 日期：

08

2009-12-19

生物化学综合实验

摘要：本次实验包括苯丙氨酸解氨酶的纯化及其活性测定和大玉米粉中营养成分的测定两个实验。

关键词：苯丙氨酸解氨酶、Sephadex G—25层析、DEAE纤维素层析、活力、比活力、大玉米粉、凯式定氮法、索式提取法、3，5—二硝基水杨酸比色法。

实验一 苯丙氨酸解氨酶的纯化及其活性测定

一 实验目的

1.学习掌握分离纯化生物大分子的方法； 2.学习掌握酶活性的测定方法；

3.了解在分离纯化过程中酶活性的变化； 4.了解高速冷冻离心机的操作步骤 二 实验原理

苯丙氨酸解氨酶（L—phenylalanine: ammonia lyase,简称PAL；EC4.3.1.5）是 植物体内苯丙烷类代谢的关键酶，与一些重要的次生物质如木质素、异黄酮类植保素、黄酮类色素等合成密切相关，在植物生长发育和抵制病菌侵害过程中起重要作用。PAL催化L—苯丙氨酸裂解为反式肉桂酸在

生 化 实 习 报 告

班级：生物技术指导教师：敖新宇、贾璐 学号： 姓名： 日期：

08

2009-12-19

生物化学综合实验

摘要：本次实验包括苯丙氨酸解氨酶的纯化及其活性测定和大玉米粉中营养成分的测定两个实验。

关键词：苯丙氨酸解氨酶、Sephadex G—25层析、DEAE纤维素层析、活力、比活力、大玉米粉、凯式定氮法、索式提取法、3，5—二硝基水杨酸比色法。

实验一 苯丙氨酸解氨酶的纯化及其活性测定

一 实验目的

1.学习掌握分离纯化生物大分子的方法； 2.学习掌握酶活性的测定方法；

3.了解在分离纯化过程中酶活性的变化； 4.了解高速冷冻离心机的操作步骤 二 实验原理

苯丙氨酸解氨酶（L—phenylalanine: ammonia lyase,简称PAL；EC4.3.1.5）是 植物体内苯丙烷类代谢的关键酶，与一些重要的次生物质如木质素、异黄酮类植保素、黄酮类色素等合成密切相关，在植物生长发育和抵制病菌侵害过程中起重要作用。PAL催化L—苯丙氨酸裂解为反式肉桂酸在

数据处理上机实验报告

——化工11004班 陈赫 学号：201003174

第一题：

为了控制试验过程中溶液的pH值，在试验的进程中随机取样，测得如下pH值：8.29，8.32，8.30，8.27，8.32，8.34，8.26，8.33，试用EXCEL求出该组试验数据的算术平均值、几何平均值、调和平均值、样本标准差、样本平均数的标准误、总和。

(1) 输入所有的数据

(2) 直接在J2单元格中输入“=AVERAGE(B2：I2)/8” 也可以在”插入函数”选中函数

AVERAGE,再计算可得结果。

分别在K2，L2，M2，N2，O2输入“=GEOMEAN(B2:I2)”，“=HARMEAN(B2:I2)”，“”=STDEV(B2:L2)，“=M2/SQRT(8)”，“=SUM(B2:I2)”，回车即得结果。

第二题：

脂肪酸是一种重要的工业原料，下表列出了某国脂肪酸的应用领域，试根据这些数据用EXCEL画出饼形图，并用选择性粘贴功能将饼形图拷贝到WORD文档中。 橡胶工业 28% 合成表面活性剂 11% 润滑油 5% 洗涤剂 25% 肥皂 14% 其它 17%

（1）输入表格里所有数据

【实验目的】

1、掌握工作表中常用函数的使用，条件函数引用的方法。条件格式的使用。

2、掌握数据的新增记录、删除及查询、数据的升序和降序的排序方法。

3、掌握数据的自动筛选及高级筛选及其应用。

4、会进行工作表的插入、删除和重命名操作。

5、会使用“移动和复制工作表”命令，及使用“选择性粘贴”进行工作表的设置和移动。

6、掌握数据分类汇总及其应用。

【实验内容和步骤】

一、打开Excel素材文件“学生成绩素材.xlsx”，样文见实训教程206页图4-43所示。 按要求完成下列操作，并写出操作步骤。

1、利用函数公式计算“总分”、“平均分”字段值。

操作步骤1：

2、使用IF函数根据“平均分”列中的数据 在“成绩评定”列中 显示“优秀”、“良”、“中”或“不及格”，并利用“条件格式”设置“中”为 蓝色 加粗；“不及格”为 红色 加粗。对成绩评定不及格的单元格设置黄色底纹。

操作步骤2：

3、使用RANK函数，根据“平均分”列的值计算出“排名”的值。

操作步骤3：

4、利用“条件格式”设置性别列中的“男”为 粉红 加粗；“女”为：鲜绿、倾斜。

操作步骤4：

5、利用MAX、MIN计算出 ：“语文”、“数学”和的“英语”最高分；最低分。

操作步骤5：

6、利用COUNTIF统计男、女生

实验三、离心泵性能实验

姓名：杨梦瑶 学号：1110700056 实验日期：2014年6月6日 同组人：陈艳月 黄燕霞 刘洋 覃雪 徐超 张骏捷 曹梦珺 左佳灵

预习问题：

1. 什么是离心泵的特性曲线？ 为什么要测定离心泵的特性曲线？

答：离心泵的特性曲线：泵的He、P、η与QV的关系曲线，它反映了泵的基本性能。要测定离心泵的特性曲线是为了得到离心泵最佳工作条件，即合适的流量范围。

2. 为什么离心泵的扬程会随流量变化？

答：当转速变大时，，沿叶轮切线速度会增大，当流量变大时，沿叶轮法向速度会变大，所以根据伯努力方程，泵的扬程：

H=（u22- u12）/2g + (p2- p1) / ρg + (z2- z1) +Hf

沿叶轮切线速度变大，扬程变大。反之，亦然。

3. 泵吸入端液面应与泵入口位置有什么相对关系？

答：其相对关系由汽蚀余量决定，低饱和蒸气压时，泵入口位置低于吸入端液面，流体可以凭借势能差吸入泵内；高饱和蒸气压时，相反。但是两种情况下入口位置均应低于允许安装高度，为避免发生汽蚀和气缚现象。

4. 实验中的哪些量是根据实验条件恒定的？哪些是每次测试都会变化，需要记录的？哪些

是需要最后计算得出的？

答：恒定的量是：泵、流体、