相邻波腹间和相邻波节间的距离等于半波长,为什么超声光栅的光栅常数等于超声波的波长呢?

问题描述:

相邻波腹间和相邻波节间的距离等于半波长,为什么超声光栅的光栅常数等于超声波的波长呢?
1个回答 分类:物理 2014-11-16

问题解答:

我来补答
在透明介质中传播的超声波使介质的局部发生周期性的压缩与膨胀,以致密度随之发生相应的变化.如行波被反射,可在一定条件下形成驻波,从而加剧介质的疏密变化.某时刻,纵驻波的任一波节两边成为质点密集区,而相邻的波节处为质点稀疏区;半个周期后,这个节点附近的质点又向两边散开变为稀疏区,相邻波节处变为密集区.稀疏作用使介质折射率减小,而压缩作用使介质折射率增大(图46—1).
  单色平行光束沿着垂直于超声波传播方向通过槽中液体时,因超声波的波长很短,只要槽足够宽,槽中液体就像一个衍射光栅.图中声波的波长Λ即相当于光栅常数.根据光栅方程,衍射的主极大(光谱线)由下式决定:
Λsinφk=kλ(k=0,1,2)(46—1)
  实际上因φ角很小,可以认为
sin φk=lk/f
其中:lk为光栅衍射零级至第k级光谱的距离;f为透镜L2的焦距.所以超声波波长
Λ=kλ/sin φk=kλf/lk(46—2)
 
 
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