实验讲义
《实验讲义》课件
实验所涉及的公式和计算 方法
实验所涉及的仪器和试剂 的作用和使用方法
实验步骤
实验前的准备
包括实验所需仪器、试剂的准备 ，实验场地的安排等
实验总结与讨论
对实验结果进行总结和讨论，分 析实验中存在的问题和改进方向
实验操作过程
按照实验步骤逐一进行实验操作 ，包括仪器的使用、试剂的添加 、数据的记录等
实验数据处理
《实验讲义》ppt课 件
• 实验概述 • 实验材料与设备 • 实验操作过程 • 实验数据分析 • 实验结论与展望 • 参考文献
目录
Part
01
实验概述
实验目的
1
掌握实验的基本原理和方 法
4
培养科学素养和实验精神
2
培养实验操作技能和实验
数据处理能力
3
培养观察、分析和解决问
题的能力
实验原理
实验所涉及的基本概念和 原理
对实验数据进行处理和分析，得 出实验结果
Part
02
实验材料与设备
实验材料
实验材料的选择
实验材料的储存
选择适当的实验材料是实验成功的关 键，需要考虑材料的性质、纯度、来 源和稳定性等因素。
不同材料需要不同的储存条件，正确 储存材料可以保证其质量和稳定性， 避免实验误差。
实验材料的准备
实验前需对实验材料进行充分的准备 ，包括材料的预处理、称量、配置等 步骤，以确保实验的顺利进行。
改进措施
针对实验不足，提出了具体的改进措施和方法， 以提高实验的准确性和可靠性。
未来展望
对未来实验的发展方向和潜在应用进行了展望， 为后续研究提供参考和借鉴。
Part
06
参考文献
参考文献引用格式
实验讲义——精选推荐
多金属氧酸H 4SiMo 12O 40·nH 2O 催化剂合成及表征实验一、实验目的（1）学习多金属氧酸H 4SiMo 12O 40·nH 2O 催化剂的合成原理以及应用该催化剂由苯甲醛制备苯甲酸的实验方法；（2）进一步熟悉和掌握溶剂萃取、重结晶以及熔点测量等基本操作二、实验原理杂多酸及其盐类作为新型催化材料,以其独特的酸性(即酸强度较均一纯 B 酸) 、多功能性、反应场均一和“假液相”行为等特点,在催化领域受到高度关注，尤其是在催化、医药、材料科学等领域作为开发新型高效催化剂方面发挥着越来越重要的作用。
本实验将钼酸钠在高氯酸的作用下与硅酸钠反应制备多金属氧酸硅钼酸催化剂，并应用该催化剂以苯甲醛为原料催化制备苯甲醛。
反应方程式如下；催化剂的合成：12Na 2MoO 4 + Na 2SiO 3 + 26HClO 4 = H 4SiMo 12O 40 + 26NaCl + 11H 2O+52O 2苯甲酸的催化合成实验：C 6H 5CHO + H 2O 2 =====催化剂C 6H 5COOH三、主要仪器和药品仪器：四口烧瓶(250mL)；滴液漏斗；分液漏斗；搅拌器；表面皿药品：钼酸钠、硅酸钠、高氯酸、苯甲醛、乙醚、蒸馏水四、实验步骤1. H 4SiMo 12O 40·nH 2O 多酸催化剂的合成称取20gNa 2Mo 12O 4溶于40ml 热水（70℃，水浴）中，在搅拌下，加入Na 2SiO 3（0.7g ），然后再滴加约15ml 高氯酸（20min ），控制PH 约为2，在70℃，搅拌反应1.5h 。
反应溶液逐渐变为黄色；将混合物置于分液漏斗中，加30ml 乙醚，下层油状物转移至另一分液漏斗中，加入水、浓HCl和乙醚萃取，共萃取2次（第一次：16ml乙醚+8ml 6mol/l的HCl溶液；第二次：4ml 6mol/l的HCl溶液+16ml 水+醚合物1/2体积的乙醚）。
实验讲义
酵母菌的分离鉴定、固定化及酒精发酵酵母菌（yeast）是一类单细胞真菌。
一般呈圆形、卵圆形、圆柱形，其菌落呈乳白色或红色，表面湿润、粘稠，易被挑起。
酵母菌多数为腐生，专性或兼性好氧，广泛生长在偏酸性的潮湿的含糖环境中，例如水果、蔬菜、蜜饯的内部和表面以及在果园土壤中最为常见。
酵母菌在有氧环境下将葡萄糖转化为水和二氧化碳，主要用于馒头、面包等食品发酵；在工业上，酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）将葡萄糖、果糖、甘露糖等单糖吸入细胞内，在无氧的条件下，经过体内酶的作用，把单糖分解为二氧化碳和酒精。
此作用即酒精发酵。
C6H i2O6（葡萄糖）T 2 C2H5OH（酒精）+2 CO2 f 在酿酒酵母酒精发酵的生产和应用中，由于细胞破碎和酶纯化等操作往往导致酶活性和稳定性都受影响，从而降低产酒精效率。
而利用细胞固定化可以很好的解决这一问题。
微生物细胞固定化方法主要有三种：载体结合法，交联法和包埋法，其中固定包埋法是目前比较理想的方法。
包埋法就是将微生物细胞均匀地包埋在多孔的水不溶性的紧密结构中，细胞中的酶处于活化状态，因而活性高，活力耐久。
目前，利用聚乙烯醇（PVA）—海藻酸盐是包埋法中比较高效的一种，这种方法以PVA-海藻酸钠作为混合溶胶，将酵母细胞固定起来进行酒精发酵，不仅可以使细胞浓度增加，而且可以多次使用，减少了酵母培养增殖所消耗的糖分；操作简单、过程迅速、颗粒不粘连、颗粒强度大大提高，且增加了颗粒的生物活性和稳定性，因此可实现连续化生产，提高酒精生产效率。
【实验一】一、酵母菌的分离与培养一、【实验目的】学习用选择性培养基分离酵母菌。
二、【实验原理】大多数酵母菌为腐生，其生活最适pH值为4.5〜6，常见于含糖分较高的环境中，例如果园土、菜地土及果皮等植物表面。
酵母菌生长迅速，在液体培养基中比霉菌生长得快。
利用酵母菌喜欢酸性环境的特点，用酸性液体培养基获得酵母菌的培养液（这样做的好处是酸性培养条件则可抑制细菌的生长），然后在固体培养基上用划线法分离纯化出酵母菌。
化学实验讲义
化学实验讲义实验⼆黄连中⼩檗碱的提取和鉴定（设计性实验）⼀、⽬的与要求1.通过对黄连中⼩檗碱的提取，掌握天然产物的提取技术。
2.通过对⼩檗碱的鉴定，掌握⼀般⽣物碱的鉴别⽅法。
3.通过查阅资料并结合所学知识，初步了解并完成实验⽅案的设计。
⼆、基本原理黄连主含⼩檗碱，含量为5.20%-7.69%，还含黄连碱，甲基黄连碱、掌叶防⼰碱等，由于它们有相似结构，常统称为黄连⽣物碱。
⼩檗碱异名为黄连素，在⽔或稀⼄醇中结晶所得⼩檗碱为黄⾊针状结晶。
游离⼩檗碱微溶于冷⽔，易溶于热⽔，⼏乎不溶于冷⼄醇、氯仿和⼄醚。
⼩檗碱和⼤分⼦有机酸⽣成的盐在⽔中的溶解度都很⼩。
⼩檗碱有季铵式、醛式、醇式，3种能互变的结构式，以季铵式最稳定。
⼩檗碱的盐都是季铵盐，于硫酸⼩檗碱的⽔溶液中加⼊计算量的氢氧化钡，⽣成棕红⾊强碱性游离⼩檗碱，易溶于⽔，难溶于⼄醚，称为季铵式⼩檗碱。
如果于⽔溶性的季铵式⼩檗碱⽔溶液中加⼊过量的碱，则⽣成游离⼩檗碱的沉淀，称为醇式⼩檗碱。
如果⽤过量的氢氧化钠处理⼩檗碱盐类则能⽣成溶于⼄醚的游离⼩檗碱，能与羟胺反应⽣成衍⽣物，说明分⼦中有活性醛基，称为醛式⼩檗碱。
⼩檗碱的提取⽅法主要有溶剂法（包括⽔或⽔－有机溶剂法、醇－酸⽔－有机溶剂法、碱化有机溶剂法）、离⼦交换树脂法、沉淀法等，通过⽣物碱特有的沉淀反应和显⾊反应对其进⾏鉴别.ON+OCH3OCH3⼩檗碱的结构式三、仪器和试剂1.仪器与材料100mL园底烧瓶、冷凝管、50mL、100mL烧杯各1只，10mL、25mL量筒各1个，铁架台1个、漏⽃1个、滤纸若⼲、滴管1个、蒸发⽫、⼩试管三⽀等。
2. 试剂与原料黄连粉2.0g，体积分数为95%的⼄醇15mL，浓HCl10mL、蒸馏⽔、碘化铋钾试液、碘碘化钾试液、硅钨酸试液等。
四、实验步骤1.⼩檗碱的提取2.⼩檗碱的鉴定实验⼗⾹⾖素-3-羧酸的制备（综合性实验）⼀、实验⽬的1．学习利⽤Knoevenagel反应制备⾹⾖素的原理和实验⽅法。
《化学实验基本方法》 讲义
《化学实验基本方法》讲义一、化学实验安全化学实验安全是进行化学实验的重要前提。
在实验过程中，我们必须时刻牢记安全第一，采取一系列的预防措施，以避免事故的发生。
首先，要了解实验室的安全规则。
进入实验室要穿好实验服，不能穿拖鞋或凉鞋。
长发要束起，避免接触化学试剂或火源。
严禁在实验室饮食和嬉戏打闹。
其次，要认识常见的危险化学品标志。
例如，易燃、易爆、有毒、有腐蚀性等标志，能让我们快速判断化学品的危险性，并采取相应的防护措施。
在实验操作中，要遵循正确的操作方法。
点燃可燃性气体前，一定要先检验气体的纯度，防止发生爆炸。
加热液体时，不能超过容器容积的三分之一，并且要用外焰加热，防止液体溅出伤人。
使用强酸、强碱等腐蚀性试剂时，要小心操作，避免接触到皮肤和衣物。
万一发生意外，要知道如何应对。
如果被酸或碱溅到皮肤，应立即用大量水冲洗，然后涂上相应的中和试剂。
如果发生火灾，要迅速用湿布或沙子覆盖火源，或者使用灭火器灭火。
二、混合物的分离和提纯（一）过滤过滤是用于分离固体和液体混合物的一种方法。
操作时，需要用到的仪器有：漏斗、玻璃棒、烧杯、铁架台（带铁圈）。
将滤纸折叠成圆锥形，放入漏斗中，用蒸馏水润湿，使其紧贴漏斗内壁。
把混合物倒入漏斗，液体透过滤纸进入烧杯，固体留在滤纸上。
过滤时要注意“一贴二低三靠”。
“一贴”是指滤纸紧贴漏斗内壁；“二低”是指滤纸边缘低于漏斗边缘，液面低于滤纸边缘；“三靠”是指烧杯紧靠玻璃棒，玻璃棒轻靠三层滤纸处，漏斗下端管口紧靠烧杯内壁。
（二）蒸发蒸发适用于从溶液中提取溶质。
所需仪器有：蒸发皿、玻璃棒、酒精灯、铁架台（带铁圈）。
将溶液倒入蒸发皿中，用酒精灯加热，同时用玻璃棒不断搅拌，防止液体局部过热而飞溅。
当蒸发皿中出现大量固体时，停止加热，利用余热蒸干剩余液体。
（三）蒸馏蒸馏用于分离沸点不同的液体混合物。
仪器包括：蒸馏烧瓶、冷凝管、温度计、牛角管、锥形瓶、酒精灯、铁架台（带铁圈、铁夹）、石棉网。
《化学实验基本技能训练》 讲义
《化学实验基本技能训练》讲义一、化学实验的重要性化学是一门以实验为基础的科学，通过实验，我们可以观察到化学物质的变化，验证化学原理，探索新的化学知识。
实验不仅能够帮助我们更深入地理解化学理论，还能培养我们的观察能力、思维能力和动手操作能力。
因此，掌握化学实验的基本技能是学好化学的关键。
二、实验前的准备1、熟悉实验目的和原理在进行实验之前，必须清楚地了解实验的目的是什么，要验证或探究什么样的化学问题，以及实验所依据的化学原理。
只有这样，才能在实验过程中有针对性地进行观察和操作，避免盲目性。
2、预习实验步骤仔细阅读实验教材或实验指导书，了解实验的具体步骤、所需仪器和药品，以及实验中的注意事项。
对于复杂的实验，可以事先绘制实验流程图，以便在实验过程中能够有条不紊地进行操作。
3、检查实验仪器和药品实验前要检查所需的仪器是否齐全、完好，药品的纯度和用量是否符合要求。
如果发现仪器损坏或药品不足，应及时补充或更换。
三、实验仪器的使用1、玻璃仪器（1）试管：用于少量物质的反应容器，可以直接加热。
加热时要先预热，防止试管炸裂。
（2）烧杯：用于较多量物质的反应容器，加热时要垫石棉网，使其受热均匀。
（3）量筒：用于量取一定体积的液体，读数时视线要与量筒内液体凹液面的最低处保持水平。
（4）玻璃棒：用于搅拌、引流等操作，搅拌时不要碰触容器壁。
2、其他仪器（1）托盘天平：用于称量物质的质量，使用时要注意左物右码，先调零，再称量。
（2）酒精灯：用于加热，使用时要注意酒精量不超过其容积的2/3，熄灭时要用灯帽盖灭，不能用嘴吹灭。
（3）胶头滴管：用于吸取和滴加少量液体，使用时要垂直悬空在容器口上方，不能伸入容器内。
四、药品的取用1、固体药品的取用（1）粉末状药品：用药匙或纸槽将药品送入试管底部，然后将试管直立起来。
（2）块状药品：用镊子将药品放在试管口，然后慢慢将试管竖立起来，使药品缓缓滑入试管底部。
2、液体药品的取用（1）倾倒法：将试剂瓶的瓶塞倒放在桌面上，标签朝向手心，瓶口紧挨试管口，缓缓倒入液体。
仪器分析实验讲义(全部)
仪器分析实验实验1 邻二氮菲分光光度法测定铁一、实验原理邻二氮菲(phen)和Fe2+在pH3～9的溶液中，生成一种稳定的橙红色络合物Fe（phen）32+,其lgK=21.3，κ508=1。
1 × 104L·mol—1·cm—1，铁含量在0.1～6μg·mL—1范围内遵守比尔定律。
其吸收曲线如图1-1所示。
显色前需用盐酸羟胺或抗坏血酸将Fe3+全部还原为Fe2+,然后再加入邻二氮菲，并调节溶液酸度至适宜的显色酸度范围。
有关反应如下：2Fe3++2NH2OH·HC1＝2Fe2++N2↑+2H2O+4H++2C1－图1—1 邻二氮菲一铁(Ⅱ)的吸收曲线用分光光度法测定物质的含量,一般采用标准曲线法，即配制一系列浓度的标准溶液，在实验条件下依次测量各标准溶液的吸光度(A）,以溶液的浓度为横坐标,相应的吸光度为纵坐标，绘制标准曲线.在同样实验条件下，测定待测溶液的吸光度，根据测得吸光度值从标准曲线上查出相应的浓度值，即可计算试样中被测物质的质量浓度。
二、仪器和试剂1．仪器 721或722型分光光度计。
2．试剂(1)0。
1 mg·L—1铁标准储备液准确称取0.702 0 g NH4Fe（S04）2·6H20置于烧杯中,加少量水和20 mL 1：1H2S04溶液，溶解后,定量转移到1L容量瓶中，用水稀释至刻度,摇匀。
(2)10—3 moL-1铁标准溶液可用铁储备液稀释配制。
（3）100 g·L-1盐酸羟胺水溶液用时现配.（4）1。
5 g·L—1邻二氮菲水溶液避光保存，溶液颜色变暗时即不能使用。
（5）1。
0 mol·L—1叫乙酸钠溶液。
（6）0.1 mol·L—1氢氧化钠溶液。
三、实验步骤1．显色标准溶液的配制在序号为1～6的6只50 mL容量瓶中，用吸量管分别加入0，0。
20，0.40，0.60，0.80，1。
基础化学实验讲义
实验一 仪器认领、洗涤和干燥一、实验目的1．熟悉无机化学实验室规则和要求；2．认领无机化学实验常用仪器，熟悉其名称、规格，了解其使用注意事项；3．学习并练习常用仪器的洗涤和干燥方法。
二、实验用品仪器：试管、烧杯、表面皿、漏斗、量筒、烧瓶、容量瓶等。
材料：洗衣粉、试管刷等。
三、实验内容1．实验目的性、实验室规则和安全守则教育。
2．认领仪器：按仪器清单认领和认识无机化学实验常用仪器。
3．玻璃仪器的一般洗涤方法（1）振荡水洗：注入1/3左右的水，稍用力振荡后把水倒掉，连洗几次。
（2）毛刷刷洗：内壁有不易洗掉的物质，可用毛刷刷洗。
a.倒去试管中的废液；b.注入1/3左右的水；c.选择毛刷；d.来回柔力刷洗。
（3）刷洗后，用水振荡数次，必要时用蒸馏水洗。
4．玻璃仪器的干燥方法（1）晾干：自然挥发；（2）烤干：加热蒸发。
仪器外壁擦干，小火烤干，试管口向下，从底部开始加热，同时要不断移动使其受热均匀；（3）吹干：电吹风、气流烘干器；（4）烘干：烘箱(105 ℃左右)；（5）有机溶剂法。
四、注意事项1．如附有不溶于水的碱、碳酸盐、碱性氧化物，可用6mol·L-1HCl 溶解，再用水冲洗。
油脂等污物可用热的纯碱液洗涤；2．口小、管细的仪器，不便用刷子洗，可用少量王水或铬酸洗液洗涤。
五、思考题1．怎样检查玻璃仪器是否已洗涤干净？2．使用铬酸洗液应注意哪些问题？3．容量瓶等计量仪器是否需干燥？若需，则如何干燥？实验二 氯化钠的提纯一、实验目的1．学会用化学方法提纯粗食盐，同时为进一步精制成试剂级纯度的氯化钠提供原料；2．练习台秤的使用以及加热、溶解、常压过滤、减压过滤、蒸发浓缩、结晶、干燥等基本操作；3．学习食盐中Ca2+、Mg2+、SO42-的定性检验方法。
二、实验原理1．在粗盐中滴加BaCl2除去SO42-Ba2+ + SO42- = BaSO4↓2．在滤液中滴加NaOH、Na2CO3除去 Mg2+ 、Ca2+、Ba2+、Fe3+Mg2++2OH- = Mg(OH)2↓ Ca2++CO32- = CaCO3↓Ba2++CO32- = BaCO3↓ Fe3+ + 3OH - = Fe(OH)3↓3．用HCl中和滤液中过量的OH -、CO32-H+ + OH - = H2OCO32- + 2H+ = CO2↑ + H2O[教学重点]常压过滤、减压过滤、蒸发（浓缩）、结晶等操作[教学难点]常压过滤、减压过滤、蒸发（浓缩）、结晶等操作[实验用品]仪器：烧杯、量筒、长颈漏斗、吸滤瓶、布氏漏斗、石棉网、泥三角、蒸发皿、台秤、循环水真空泵药品： 1 mol L-1Na2CO3、2 mol L-1NaOH 、2 mol L-1HCl、1 mol L-1BaCl、2粗食盐材料：定性滤纸(Φ12.5、11、9)、广泛pH试纸[基本操作] 补充内容1．固体溶解2．固液分离（1）倾析法（2）过滤法A常压过滤：滤纸的选择、漏斗、滤纸的折叠、过滤和转移、洗涤B减压过滤：C热过滤（3）离心分离法3．蒸发（浓缩）4．结晶（重结晶）三、实验步骤1．粗食盐的提纯2．产品纯度的检验检验项目检验方法实验现象粗食盐纯NaClSO42-加入BaCl2溶液Ca2+加入(NH4)2C2O4溶液Mg2+加入NaOH溶液和镁试剂3．实验结果产品外观： 产品质量(g)： 产率（%）：四、注意事项1．常压过滤，注意“一提，二低，三靠”，滤纸的边角撕去一角。
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1 用超声光栅测液体中的声速
实验目的
1．了解超声致光衍射的原理。
2．学会利用超声光栅测量超声波在液体中传播速度的方法。
实验仪器
WSG－Ⅰ型超声光栅声速仪（超声信号源、液体槽、锆钛酸铅陶瓷体连液体槽盖板、液体槽座、高频信号线）、分光计、测微目镜、钠光灯、纯净水、酒精（95％）、小毛巾。
实验原理
光波在介质中传播时被超声波衍射的现象，称为超声致光衍射（亦称声光效应）。
超声波作为一种纵波在液体中传播时，其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间的液体时，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。
在一定条件下前进波与反射波叠加而形成超声频率的纵向振动驻波。
由于驻波的振幅可以达到单一行波的两倍，加剧了波源和反射面之间液体的疏密变化程度。
某时刻，纵驻波的任一波节两边的质点都涌向这个节点，使该节点附近成为质点密集区，而相邻的波节处为质点稀疏处；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，相临波节处变为密集区。
在这些驻波中，稀疏作用使液体折射率减小，而压缩作用使液体折射率增大。
在距离等于波长Λ的两点，液体的密度相同，折射率也相等，如图1所示。
图1 在t和t+T/2(T为超声振动周期)两时刻振幅y、液体疏密分布和折射率n的变化
2
单色平行光λ沿着垂直于超声波传播方向通过上述液体时，因折射率的周期变化使光波的波阵面产生了相应的位相差，经透镜聚焦出现衍射条纹。
这种现象与平行光通过透射光栅的情形相似。
因为超声波的波长很短，只要盛装液体的液体槽的宽度能够维持平面波（宽度为ι），槽中的液体就相当于一个衍射光栅。
图中行波的波长Λ相当于光栅常数。
由超声波在液体中产生的光栅作用称作超声光栅。
当满足声光喇曼－奈斯衍射条件：2πλι/Λ2<<1时，这种衍射相似于平面光栅衍射，可得如下光栅方程（式中k 为衍射级次，φk 为零级与k 级间夹角）
λφk k =Λsin （k =0，1，2，……）
在调好的分光计上，由单色光源和平行光管中的可调狭缝S 与会聚透镜L 1组成平行光系统，如图2所示。
让光束垂直通过装有锆钛酸铅陶瓷片（或称PZT 晶片）的液槽，在玻璃槽的另一侧，用自准直望远镜中的物镜L 2和测微目镜组成测微望远系统。
若振荡器使PZT 晶片发生超声振动，形成稳定的驻波，从测微目镜即可观察到衍射光谱。
从图2中可以看出，当φk 很小时，有：
f l k k /sin =φ
其中k l 为衍射光谱零级至k 级的距离；f 为物镜L 2的焦距，所以超声波波长：
k k l f k k /sin /λφλ==Λ （3）
超声波在液体中的传播速度：
k l f ∆=Λ=/νλνυ （4）
式中的ν是振荡器和锆钛酸铅陶瓷片的共振频率，k l ∆为同一色光衍射条纹间距。
图2 WSG-I 型超声光栅声速仪衍射光路图
3
WSG-I 型超声光栅声速仪的实验装置如图3所示。
液体槽（可称其为超声池）是一个长
方形玻璃槽，它的两个通光侧面(窗口)为平行平面。
液槽内盛有待测液体(水或酒精)。
液体槽通过液体槽座被放置在分光计的载物平台上，其通光侧面与平行光管光轴垂直。
换能器为压电陶瓷晶片，晶片两面的引线与液体槽上盖的接线柱相连。
由超声信号源输出的高频振荡信号驱动锆钛酸铅陶瓷片，产生的超声波会在液体中形成稳定的驻波，形成超声光栅。
超声信号的共振频率一般在11MHz 左右。
用钠光灯作单色光源，它所发出的单色光（ =589.3nm ）经过平行光管入射到液体槽上。
被超声光栅衍射后，自液体槽窗口出射的光，经望远镜物镜(JJY 型分光计的物镜焦距为f =170mm)会聚在物镜的后焦面上。
用测微目镜观测由超声光栅产生的衍射条纹。
图3
WSG-I 型超声光栅声速仪的实验装置
仪器介绍
WSG-I 型超声光栅声速仪由超声信号源、超声池、高频信号连接线、测微目镜等组成，并配置了具有11MHz 共振频率的锆钛酸铅陶瓷片。
完成整个实验必需配备的仪器有：单色光源（汞或钠）、JJY1’分光计（大部分学校实验室都有）。
仪器的性能指标为：
输入电压 220V
50Hz
输出信号频率： 8 ～ 12 MHz 工作频率： 9.5～11.5 MHz 测微目镜测量范围：8mm
测量精度：0.01mm
超声信号源面板如图4所示。
为保证仪器正常使用，仪器实验时间不宜太长，以免振荡线路过热，所以在超声信号源电源上设置了定时选择开关，可见仪器的后面板。
开启超声信号源电源前，先选择定时时间。
定时时间可选四档，分别为60分钟、90分钟、120
分钟和
1 钠光灯
2 平行光管
3 液体槽
4 望远镜(去掉目镜筒)
5 测微目镜
6 压电陶瓷晶片
7 导线
8 频率显示窗 9 超声信号源 10
调频旋钮
不选定时。
建议信号源定时功能设定为60分钟为宜。
图4 超声信号源面板示意图
实验内容步骤
1．调整分光计到使用状态。
（1）调节望远镜使之适合于观察平行光。
（2）调节望远镜的主光轴与分光计转轴垂直。
（3）调节平行光管使之产生平行光。
（4）调节平行光管与望远镜共轴。
（5）调节载物平台与分光计的转轴垂直。
（6）采用钠光灯作光源。
调节平行光管的狭缝至合适的宽度。
2．将液体槽放置到载物平台上，并且利于自准直法，调节平台的倾角螺钉，使液体槽的通光表面垂直于望远镜和平行光管的光轴，即，使光路与液槽内的超声波传播
方向垂直。
3．把待测液体（纯净水或酒精）倒入液体槽中，液面高度以液体槽侧面的液体高度刻线为准。
将液体槽盖板盖在液体槽上。
4．先选择定时时间为60分钟，然后开启超声信号源电源。
5．从目镜观察衍射条纹。
仔细调节频率微调钮，使电振荡频率与锆钛酸铝陶瓷片的固有频率共振，此时，衍射光谱的级次会显著增多且更为明亮。
记录此时的信号源的
频率。
6．观察液体中超声光栅的衍射现象。
为使单色平行光垂直于超声波的传播方向，可微调载物台，使观察到的衍射光谱左右对称，各级谱线亮度一致。
经
过上述仔细调节，一般应观察到±3级以上的衍射谱线。
7．将分光计目镜更换为测微目镜。
对目镜调焦，看清分划线。
然后以平行光管出射的平行光为准，对望远镜的物镜进行调焦，使平行光管的狭缝象清晰。
8．记录液体的温度（室温）。
用测微目镜沿一个方向移动，逐级测量钠黄光各级衍射谱线的相对位置，并用逐差法求出条纹间距的平均值。
9．计算液体中的声速。
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5 注意事项
1．锆钛酸铅陶瓷片未放入有媒质的液体槽前，禁止开启信号源。
2．实验过程中要防止震动，也不要碰触连接超声池和高频电源的两条导线。
因为导线分布电容的变化会对输出电频率有微小影响。
只有压电陶瓷片表面与对面的玻璃槽壁表面平行时才会形成较好的表面驻波，因而实验时应将超声池的上盖盖平。
3．一般共振频率在11MHz 左右，WSG －Ⅰ型超声光栅仪给出9.5-12MHz 可调范围。
在稳定共振时，数字频率计显示的频率值应是稳定的，最多只有末尾1－2个单位数的变动。
4．实验时间不宜太长。
特别注意不要使频率长时间调在11MHz 以上，以免振荡线路过热。
5．测量完毕应将超声池内待测液体倒出，不能长时间将锆钛酸铅陶瓷片浸泡在液体槽内。
6．声波在液体中的传播与液体温度有关，要记录待测液体温度，并进行温度修正。
7．提取液槽应拿两端面，不要触摸两侧表面通光部位，以免污染，如已有污染，可用酒精乙醚清洗干净，或用镜头纸擦净。
8．实验中液槽中会有一定的热量产生，并导致媒质挥发，槽壁会见挥发气体凝露，一般不影响实验结果，但须注意液面下降太多致锆钛酸铅陶瓷片外露时，应及时补充液体至正常液面线处。
数据表格处理
表1 测量纯净水的声速 实验温度： 光波长λ=589.3nm 物镜焦距f =170mm
衍射条纹的间距k l ∆＝
纯净水中的声速k l f ∆=Λ=/νλνυ＝ 表2 测量酒精的声速 实验温度： 光波长λ=589.3nm 物镜焦距f =170mm
衍射条纹的间距k l ∆＝
酒精中的声速k l f ∆=Λ=/νλνυ＝
思考题
1． 本实验如何保证平行光束垂直于声波的方向？ 2． 驻波波节之间距离为半个波长，为什么超声光栅的光栅常数等于超声波的波
长？
3．超声光栅与平面衍射光栅有何异同?
4．实验时可以发现，当超声频率升高时，衍射条纹间距加大，反之则减小，这是为什么？
附录
声波在下列物质中的传播速度：20℃纯净介质。
表中A为温度系数，对于其他温度t的速度可近似按公式Vt=V0+A(t-t0)计算。
6。