张敬雯,王文玲,董国波

• 1:北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院
• 2:北京航空航天大学物理科学与核能工程学院

摘要(Abstract)：

本文探究了影响非线性驻波声场稳定性的因素,引入反映声场束缚能力的物理量——势阱深度,直观形象地反映了声场稳定性,将提高声场稳定性的问题转化为提高声场中最大声压振幅的问题,并进一步,将理论应用于非线性驻波场的声悬浮装置,探究其发射面与反射面之间距离与声场最大声压振幅的关系。理论上得到了声场稳定性显著提高时发射面与反射面之间的距离,并实验检验了其合理性。最后,基于对物体在声悬浮装置中稳定性的实现,制作出了可以对悬浮物进行显微观察的声悬浮显微镜。

关键词(KeyWords)： 非线性驻波声场;势阱深度;声场稳定性;显微观察

Abstract:

Keywords:

基金项目(Foundation): 北京航空航天大学2017年校级重点教改项目(教师讲授与同伴教学有机结合的大学物理改革探索);; 北京航空航天大学2019—2022年教育教学改革培育项目(新工科背景下大学物理课程TPE模型教学改革与实践);; 教育部高等学校大学物理课程教学指导委员会2017年全国高等学校教学研究项目(DWJZW201706hb)

作者(Author): 张敬雯,王文玲,董国波

参考文献(References)：

• [1]钱祖文.非线性声学[M].北京:科学出版社,2009.
• [2]EARNSHAW S.On the mathematical theory of sound[R].Birt.Assn.Adv.Sci.,Report of the 28th Meeting,Notices and Abstracts Sec.,1858:34-35.
• [3]KING L V.On the acoustic radiation pressure on spheres[J].1934,A147(861):212-240.
• [4]解文军.声悬浮优化设计理论及其应用研究[D].西安:西北工业大学,2002.
• [5]ANDRADE M A B,Pérez,Nicolás,ADAMOWSKI J C.Experimental study of the oscillation of spheres in an acoustic levitator[J].The Journal of the Acoustical Society of America,2014,136(4):1518-1529.
• [6]BARMATZ M.Acoustic radiation potential on a sphere in plane,cylindrical,and spherical standing wave fields[J].The Journal of the Acoustical Society of America,1985,77(3):928.
• [7]COLLAS P,BARMATZ M,SHIPLEY C.Acoustic levitation in the presence of gravity[J].Journal of the Acoustical Society of America,1989,86(2):777-787.
• [8]GORKOV L P.On the forces acting on a small particle in an acoustical field in an ideal fluid[J].Soviet Physics Doklady,1962,6(1):773.
• [9]LEE C P,WANG T G.Acoustic radiation force on a heated sphere including effects of heat transfer and acoustic streaming[J].The Journal of the Acoustical Society of America,1988,83(4):1324.
• [10]MARZO A,BARNES A,DRINKWATER B W.TinyLev:A multi-emitter single-axis acoustic levitator[J].Review of Scientific Instruments,2017,88(8):085105.