③表格清楚、可读性强④实验仪器整理6.9课后实验报告（1）计算测量信号的幅度、频率、相位差：（2）要求写出完整计算过程，包括公式、带入数据、中间运算、计算结果和单位等。7.思考题与习题（1）和通常的指针式电压表相比较，电子示波器作为测量电压的仪器有什么优缺点？（2）示波器显示稳定波形的条件是什么？（3）如果图形不稳定，总是向左或向右移动，这时应如何调节示波器？8.参考文献(1)《大学物理实验》，汪涛，陶纯匡等，机械工业出版社，2012年。(2)《大学物理实验》，何光宏，汪涛，韩忠，科学出版社，2017年。(3)《大学物理实验学习指导与题解》，牟其伍等编，2012年。(4)《物理实验》，潘人培编，高等教育出版社，1990年。(5)《大学物理实验》，吴泳华等，北京：高等教育出版社，2001年。22
22 ③ 表格清楚、可读性强 ④ 实验仪器整理 6.9 课后实验报告 (1) 计算测量信号的幅度、频率、相位差； (2) 要求写出完整计算过程，包括公式、带入数据、中间运算、计算结果和单位等。 7. 思考题与习题 (1) 和通常的指针式电压表相比较，电子示波器作为测量电压的仪器有什么优缺点？ (2) 示波器显示稳定波形的条件是什么？ (3) 如果图形不稳定，总是向左或向右移动，这时应如何调节示波器？ 8. 参考文献 (1) 《大学物理实验》，汪涛，陶纯匡等，机械工业出版社，2012 年。 (2) 《大学物理实验》，何光宏，汪涛，韩忠，科学出版社，2017 年。 (3) 《大学物理实验学习指导与题解》，牟其伍等编， 2012 年。 (4) 《物理实验》，潘人培编，高等教育出版社， 1990 年。 (5) 《大学物理实验》，吴泳华等，北京：高等教育出版社，2001 年
实验4.声光衍射与液体中声速的测定实验1.教学目标及基本要求1.1知识目标（1）使学生初步认识超声波在液体中能激发一个液体超声场，当这个液体超声场满足一定的条件时就能形成一个超声驻波，其作用就相当于一个超声光栅，当光通过它时将受到调制产生衍射现象，这就是著名的声光衍射现象。（2）能正确理解声光衍射公式中各参量的意义，并根据超声光栅的夫琅和费衍射图样确定液体中的超声波波长进而求液体中声速。（3）逐步学习调节较复杂的夫琅和费衍射光路。1.2能力目标（1）能正确认识超声光栅的机理。（2）能正确解释声光衍射现象。(3）对于声光衍射公式,sino.=ma其近似式,-2各量有正确的解释。X.（4）能独立正确调节光路。1.3思政目标布里渊对声光调制进行了理论预言，后被实验证实：了解伟大科学家布里渊的贡献以及理论科学的前瞻性，激发学生学习理论科学的兴趣。2.教学内容及学时分配2.1实验原理部分（0.6学时）（1）超声波在液体中传播，当满足一定条件将形成超声驻波场为一一一个稳定的超声位相光栅，这就是超声光栅形成的机理。（2）光垂直入射在超声光栅上，将受到超声光栅的位相调制，产生衍射，在满足夫琅和费衍射条件时会获得光栅的夫琅和费衍射图样。衍射满足于公式元，sine=土m入或元，=2L元/(xm/m)。（3）满足夫琅和费衍射条件的光路简介2.2实验操作部分（2.4学时）（1）夫琅和费衍射光路的排布及声光衍射仪器调节，夫琅和费衍射斑纹的获得。23
23 实验4. 声光衍射与液体中声速的测定实验 1. 教学目标及基本要求 1.1 知识目标 （1）使学生初步认识超声波在液体中能激发一个液体超声场，当这个液体超声场满足 一定的条件时就能形成一个超声驻波，其作用就相当于一个超声光栅，当光通过它时将受到 调制产生衍射现象，这就是著名的声光衍射现象。 （2）能正确理解声光衍射公式 中各参量的意义，并根据超声光栅的夫琅和费衍射图样 确定液体中的超声波波长进而求液体中声速。 （3）逐步学习调节较复杂的夫琅和费衍射光路。 1.2 能力目标 （1）能正确认识超声光栅的机理。 （2）能正确解释声光衍射现象。 （3）对于声光衍射公式 s sin m = m 其近似式 m X L m s 2 = 各量有正确的解释。 （4）能独立正确调节光路。 1.3 思政目标 布里渊对声光调制进行了理论预言，后被实验证实；了解伟大科学家布里渊的贡献以及 理论科学的前瞻性，激发学生学习理论科学的兴趣。 2. 教学内容及学时分配 2.1 实验原理部分（0.6 学时） （1）超声波在液体中传播，当满足一定条件将形成超声驻波场——一个稳定的超声位 相光栅，这就是超声光栅形成的机理。 （2）光垂直入射在超声光栅上，将受到超声光栅的位相调制，产生衍射，在满足夫琅 和费衍射条件时会获得光栅的夫琅和费衍射图样。衍射满足于公式 s sin m = m 或 2L /(xm/ m) s = 。 （3）满足夫琅和费衍射条件的光路简介 2.2 实验操作部分（2.4 学时） （1）夫琅和费衍射光路的排布及声光衍射仪器调节，夫琅和费衍射斑纹的获得
（2）定量测量声光衍射各参量。3.教学内容的重点与难点3.1重点（1）超声波在液体中形成超声位相光栅的机理（2）超声位相光栅对入射光的衍射作用，公式的意义。（3）夫琅和费衍射的条件及夫琅和费衍射光路排布。（4）最佳衍射图样的获得。3.2 难点（1）正确认识超声波在液体中形成超声位相光栅的机理。（2）超声位栅光栅对入射光的衍射。（3）光栅夫琅和费衍射图样的获得。(4)调节光路和仪器，获得最佳衍射图样。4.教学内容的深化和拓宽本实验是一个综合性实验，它涉及超声学技术、光学技术、夫琅和费衍射光路调节等多项技术，对学生能起到综合训练的目的。本实验可以在如下两个方向延伸和拓展：1、声光信息处理。以超声光栅作输入物，通过信息处理系统，改变其频谱，达到信息处理的目的。2、声调制器技术系列实验。5.教学方式及应注意的问题5.1教学方式（1）采用探究式教学法，不详细讲解实验原理和步骤：(2）教学过程围绕重点、难点，以讨论的方式开展；(3）结合课堂派、雨课堂等开展教学，讨论以弹幕、投票、抢答、随机点名提问等方式开展：（4）设置一个中间节点验收：（5）仪器调节及测量由学生在教师指导下独立操作完成。5.2应注意的问题1）时间控制，课堂原理、方案讨论控制在25分钟以内：（2）在课堂65分钟左右应该做一次小结，以提高后续实验的开展水平：(3）最佳夫琅和费衍射图样的获得应包含两个方面：a、光垂直入射在超声光栅上，液槽应进行俯仰和水平旋转二维调节。b、微调声光衍射仪的电容旋转，找到最佳调振频率。24
24 （2）定量测量声光衍射各参量。 3. 教学内容的重点与难点 3.1 重点 （1）超声波在液体中形成超声位相光栅的机理 （2）超声位相光栅对入射光的衍射作用，公式 的意义。 （3）夫琅和费衍射的条件及夫琅和费衍射光路排布。 （4）最佳衍射图样的获得。 3.2 难点 （1）正确认识超声波在液体中形成超声位相光栅的机理。 （2）超声位栅光栅对入射光的衍射。 （3）光栅夫琅和费衍射图样的获得。 （4） 调节光路和仪器，获得最佳衍射图样。 4. 教学内容的深化和拓宽 本实验是一个综合性实验，它涉及超声学技术、光学技术、夫琅和费衍射光路调节等多 项技术，对学生能起到综合训练的目的。 本实验可以在如下两个方向延伸和拓展：1、声光信息处理。以超声光栅作输入物，通 过信息处理系统，改变其频谱，达到信息处理的目的。2、声调制器技术系列实验。 5. 教学方式及应注意的问题 5.1 教学方式 (1) 采用探究式教学法，不详细讲解实验原理和步骤； (2) 教学过程围绕重点、难点，以讨论的方式开展； (3) 结合课堂派、雨课堂等开展教学，讨论以弹幕、投票、抢答、随机点名提问等方 式开展； (4) 设置一个中间节点验收； (5) 仪器调节及测量由学生在教师指导下独立操作完成。 5.2 应注意的问题 (1) 时间控制，课堂原理、方案讨论控制在 25 分钟以内； (2) 在课堂 65 分钟左右应该做一次小结，以提高后续实验的开展水平； (3) 最佳夫琅和费衍射图样的获得应包含两个方面：a、光垂直入射在超声光栅上，液 槽应进行俯仰和水平旋转二维调节。 b、微调声光衍射仪的电容旋转，找到最佳调振频率
（4）未经扩束的激光束不得直视，以免伤害眼睛。(5）激光器的工作电压较高，不能触摸电极。（6）声换能器未接上时仪器不能工作，接上声换能器后在空气中不能开机，只有将换能器放入液体介质中才能开机。6.具体教学过程课中安排分组课前实验阶段课堂安排小结安排导入交流实验完成预习方案课后总结实施实验安排讨论教学过程一一声光衍射与液体中声速的测定6.1.课前安排（1）通过网络教学平台上传资料，包括：①“声光衍射与液体中声速的测定实验要求.pdf”，含查阅背景资料一一布里渊的贡献②“实验仪器、器材说明.pdf”③“声光衍射与液体中声速的测定的操作步骤.avi”(2）课前3天在网络教学平台发布预习测试，截止时间为课前10分钟。（3）课前关注学生测试结果，了解学生预习情况6.2.预习总结根据网络教学平台课前预习结果总结讲解。(1）总体情况分析(2）主要问题讲解(3)特别关注题目①关于形成超声光栅的题目；②光的衍射的定义；③光栅方程；④夫琅和费衍射图样。6.3.课堂导入（1）结合PPT，讨论布里渊的理论预言，重点：25
25 (4) 未经扩束的激光束不得直视，以免伤害眼睛。 (5) 激光器的工作电压较高，不能触摸电极。 (6) 声换能器未接上时仪器不能工作，接上声换能器后在空气中不能开机，只有将换能 器放入液体介质中才能开机。 6. 具体教学过程 教学过程——声光衍射与液体中声速的测定 6.1. 课前安排 (1) 通过网络教学平台上传资料，包括： ①“声光衍射与液体中声速的测定实验要求.pdf”，含查阅背景资料——布里渊的 贡献 ②“实验仪器、器材说明.pdf” ③“声光衍射与液体中声速的测定的操作步骤.avi” (2) 课前 3 天在网络教学平台发布预习测试，截止时间为课前 10 分钟。 (3) 课前关注学生测试结果，了解学生预习情况 6.2. 预习总结 根据网络教学平台课前预习结果总结讲解。 (1) 总体情况分析 (2) 主要问题讲解 (3) 特别关注题目 ① 关于形成超声光栅的题目； ② 光的衍射的定义； ③ 光栅方程； ④ 夫琅和费衍射图样。 6.3. 课堂导入 （1）结合 PPT，讨论布里渊的理论预言，重点： 预习 总结 方案 讨论 实验 实施 完成 实验 课后 安排 课前 安排 课堂 导入 实验 安排 阶段 小结 分组 交流 课中安排
①超声波在液体里的传播：②布里渊的贡献。（2）通过网络教学平台弹幕提问：①声波在液体、固体、气体中以纵波还是横波进行传播②通过对布里渊的学习，从中可以得到什么启示？6.4.方案讨论(1）讨论超声波的形成：超声波在液体里传播形成驻波，驻波的特点和应用。(2）网络教学平台随机提问（根据情况抽取以下问题中的1-2个）①光栅，超声光栅，光栅方程？②行波与驻波的特点、区别与联系？③超声驻波在水中产生的水的密度与折射率分布？(3）结合公式dsinの=±k，引出问题：d、θ如何测量？5=·1-24xm/m引出问题：（4）利用声光衍射测量声音在液体中的传播速度①L、fs、Xm/m如何测量？②测声速的原理与方法：③网络教学平台随机点名提问：声音为什么在不同温度下的液体中的传播速度不同？?md +1.±3.9..t21s100.+1.400XX2X3入射光.......-2心电声换能器、屏幕6.5.实验安排(1)分组：1人一组（2）拍照验收接收屏上的衍射光点一一调整系统至看清七个衍射光点（3）实验操作30分钟后进行阶段性小结（4）最后15分钟交流讨论6.6.实验实施（阶段一）(1）解答学生问题；(2）观察学生操作中的问题，及时纠正，重点是：①入射光是否垂直入射，液槽如何放置；②换能器如何放置在液槽中；③入射光点应该照射在换能器中心处的正前方；26
26 ① 超声波在液体里的传播； ② 布里渊的贡献。 （2）通过网络教学平台弹幕提问： ① 声波在液体、固体、气体中以纵波还是横波进行传播 ② 通过对布里渊的学习，从中可以得到什么启示？ 6.4. 方案讨论 (1) 讨论超声波的形成： 超声波在液体里传播形成驻波，驻波的特点和应用。 (2) 网络教学平台随机提问（根据情况抽取以下问题中的 1-2 个） ① 光栅，超声光栅，光栅方程？ ② 行波与驻波的特点、区别与联系？ ③ 超声驻波在水中产生的水的密度与折射率分布？ (3) 结合公式 d k sin = ，引出问题： d、𝜃如何测量？ (4) 利用声光衍射测量声音在液体中的传播速度 2 S S S S m Lf v f x m = = ，引出问题： ① L、fs、xm/m 如何测量？ ②测声速的原理与方法； ③ 网络教学平台随机点名提问：声音为什么在不同温度下的液体中的传播速度不 同？ 6.5. 实验安排 (1) 分组：1 人一组 (2) 拍照验收接收屏上的衍射光点——调整系统至看清七个衍射光点 (3) 实验操作 30 分钟后进行阶段性小结 (4) 最后 15 分钟交流讨论 6.6. 实验实施（阶段一） (1) 解答学生问题； (2) 观察学生操作中的问题，及时纠正，重点是： ① 入射光是否垂直入射，液槽如何放置； ② 换能器如何放置在液槽中； ③ 入射光点应该照射在换能器中心处的正前方； S 入射光 d 1 2 3 m +3 +2 +1 0 -1 -2 -3 x1 x2 x3 电声换能器 屏幕 L l S 入射光 d 1 2 3 m +3 +2 +1 0 -1 -2 -3 x1 x2 x3 电声换能器 屏幕 L l