- 초음파 회절 실험에서는 초음파에 의한 빛의 회절 현상을 확인할 수 있다.

초음파에 의한 빛의 회절

초음파란 사람이 들을 수 있는 청각 주파수 범위를 넘어서는 주파수를 가지는 주기적인 음압을 의미한다. 초음파는 빛이나 전파와 같은 파동에너지이지만 상대적으로 전파 속도가 늦고 반사하기 쉬운 특징을 가지고 있다. 

실험1.액체에서 초음파 속도

액체 속에서 진행하는 초음파의 속도는 다음과 같은 관계식으로 표현할 수 있다. 

V=υΛ

*V: 액체 속에서의 초음파 속도

*υ: 크리스탈 오실레이터 주파수

*Λ: 초음파의 파장

이때, 초음파의 파장(Λ)은 다음과 같다. 

Λ=nλ/sinθ    ,    θ=〖tan〗^(-1) (D/L)

*n: 회절 무늬의 순서

*λ: 레이저의 파장

*θ: 회절각

실험2. 액체의 부피 탄성 계수(Bulk modulus : β)

부피 탄성 계수는 물체의 부피 변화에 저항하려는 성징을 나타내는 물리량이며 아래와 같이 표현할 수 있다. 

β=ρ^(V^2 )

실험3. 액체의 압축성(compressibility : K)

액체는 압축성을 거의 가지고 있지 않으며 물리량으로는 아래와 같이 표현할 수 있다. 액체의 압축성은 액체의 부피 탄성 계수(β)의 역수이다. 

K=1/ρ^(V^2 ) 

초음파 회절 실험에서는 액체를 매질로 진행하는 초음파에 의한 빛의 회절무늬를 확인할 수 있다. 또한 회절 무늬를 관찰하여 초음파의 파장과 속도를 계산하고 액체가 가지는 두 가지의 물리량(부피 탄성계수와 압축성)을 확인할 수 있다.