超聲光柵

超聲光柵

超音波作為一種縱波在液體中傳播時,其聲壓使液體分子產生周期性的變化,促使液體的折射率也相應的作周期性的變化,形成疏密波。此時,如有平行單色光沿垂直於超音波傳播方向通過這疏密相間的液體時,就會被衍射,這一作用,類似光柵,所以稱為超聲光柵。

基本介紹

  • 中文名:超聲光柵
  • 產生條件:超音波
  • 產生地點:液體
  • 作用:光柵作用
超聲光柵
光波在介質中傳播時被超音波衍射的現象,稱為超聲致光衍射(也稱作聲光效應)。
超音波傳播時,如前進波被一個平面反射,會反向傳播。在一定條件下前進波與反射波疊加而形成超聲頻率的縱向振動駐波。由於駐波的振幅可以達到單一行波的兩倍,加劇了波源和反射面之間液體的疏密變化程度。某時刻,縱駐波的任一波節兩邊的質點都湧向這個節點,使該節點附近成為質點密集區,而相鄰的波節處為質點稀疏處;半個周期後,這個節點附近的質點有向兩邊散開變為稀疏區,相臨波節處變為密集區。在這些駐波中,稀疏作用使液體折射率減小,而壓縮作用使液體折射率增大。在距離等於波長 A 的兩點,液體的密度相同,折射率也相等。
單色平行光λ沿著垂直於超音波傳播方向通過上述液體時,因折射率的周期 變化使光波的波陣面產生了相應的位相差,經透鏡聚焦出現衍射條紋。這種現象 與平行光通過透射光柵的情形相似。因為超音波的波長很短,只要盛裝液體的液 體槽的寬度能夠維持平面波(寬度為ι),槽中的液體就相當於一個衍射光柵。圖中行波的波長 A 相當於光柵常數。由超音波在液體中產生的光柵作用稱作超聲光柵。

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