D4方法測量光束半徑

❶ 粒徑測量中的d10 d50 d90是什麼意思

D10、D50、D90的的粒徑大小的參數，代表的含義是10%、50%、90%的顆粒尺寸在所測得的尺寸值。

D10：顆粒累積分布為10%的粒徑，即小於此粒徑的顆粒體積含量佔全部顆粒的10%。

D50：顆粒累積分布為50%的粒徑。也叫中位徑或中值粒徑，這是一個表示粒度大小的典型值，該值准確地將總體劃分為二等份，也就是說有50%的顆粒超過此值，有50%的顆粒低於此值。如果一個樣品的D50=5μm，說明在組成該樣品的所有粒徑的顆粒中，大於5μm的顆粒佔50％，小於5μm的顆粒也佔50％。

D90：顆粒累積分布為90%的粒徑。即小於此粒徑的顆粒體積含量佔全部顆粒的90%。其他以此類推。

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激光粒度儀是根據顆粒能使激光產生散射這一物理現象測試粒度分布，當一束平行光遭遇到顆粒阻擋時，一部分廣將發生散射，散射廣的傳播方向和主光束的傳播方向性形成散射角；

它的大小和顆粒的大小有關，顆粒越大，產生的散射角越小，反之則越大；同時，散射光的強度代表該粒徑顆粒的數量，所以，在不同的角度上測量散射光的強度，就可以得到樣品的粒度分布

❷ 光速是如何測得的

另附加「聲速的測量」

[光速附加信息]

小知識---狹義相對論之光速恆定
狹義相對論是愛因斯坦在1905年提出的，它有兩個理論基礎
1：光速恆定2：所有物理定律在所有體系中都成立

光速恆定：
我們知道相對速度，比如一輛時速60的汽車A在馬路上行駛，你站在路邊時，測得的它的時速就是60，如果你在一輛時速20（與A同向）的汽車B上，則測得A的時速為40.這就是簡單的相對性。

然而」光速恆定「是說，光不符和這種相對性。比如一束光從你身邊經過，你測得的光速是30000000米每秒，還有一個人坐在飛船上測這束光，飛船速度為1/4光速，飛船方向與光相同。按照簡單的相對性，飛船上的人測得的光的速度為3/4光速，而事實上結果是，他測得的光速仍是300000000米每秒。

不知我說明白沒有，也就是說，不論你速度如何，你測得的光的速度都是不變的。

由上面兩個基礎，愛因斯坦提出了他著名的狹義相對論，並有著名的公式E=MCC

**光速的測量**

光速是有限還是無限，到17世紀還有爭議，笛卡爾認為是無限的，伽利略認為是有限的。17世紀初，伽利略用測量聲速的方法來測量光速，他讓兩個人各提一盞有遮光板的燈，並分別站在相距約1．6千米的地方，令第一個人先打開他的燈，同時開始計時；第二個人見到第一個人的燈亮時，立刻打開自己的燈；當第一個人看見第二個人的燈亮時，停止計時，這樣測出光從第一個人到第二個人再返回所用的時間，再測出兩地的距離，就可以計算出光的速度。從原理上講，伽利略的方法是對的，但是實驗失敗了。這是因為光速很大，1／7秒能繞地球一周多，靠當時的條件在地球上用通常測聲速的方法測光速是難以實現的。於是，人們把測光速的場地移到太空。在伽利略去世後約30年，丹麥王文學家羅默在觀察木星的衛星食中，於1676年指出光速是有限的。

木星是一個周期為12年的太陽行星，它有11個衛星——木星的月亮，其中4個最亮的可用合適的望遠鏡看到，它們繞木星旋轉的軌道平面幾乎重合於地球和木星繞太陽旋轉的軌道面。因而木星的衛星每繞木星一周將在進入木星影處發生一次蝕。最接近於木星的衛星，其周期是42小時28分16秒（約為7／4天），它走過自己直徑那樣的距離約需3．5分鍾，因而用望遠鏡可以觀察到它剛發生蝕的瞬間，在這個系統里，木星的衛星蝕，一方面作為一個信號供地球上人來觀察，同時，此衛星蝕的周期過程又是一個准確的時鍾，如果地球相對於木星的距離不變，或者光速為無限大（信號由木星那裡傳到地球不需要時間），則每隔42小時28分16秒自然就看到該衛星的蝕一次。但是，眾所周知，光速不是無限大，並且地球每時都在改變著它與木星的距離，所以在地球上看到的木星的衛星相鄰蝕之間的時間間隔是變化的。顯然這個變化與地球相對於木星的距離的變化和光速的大小有關。
羅默經過長期細心的觀察，他發現：在圖4－4中，若地球在E1和木星在J1看到一次木星衛星蝕，再用平均周期推算此後任一次蝕的時間，則後一次蝕一般地並不剛好發生在所推算的時間。例如當地球在經過E1之後約三個月行至E2處，實際看到蝕的時間較推算出的時間延遲了約10分鍾。這是因為當地球在作自E1向E2而達E3的運動時，地球與木星的距離在逐漸增大，自木星來的任一信號都必須比前一信號多走一些距離才到達地球。經過由E1到E2的三個月，所有相鄰蝕的時間延遲的總和約為10分鍾。當地球繼續由E2經過E4而向E5運動時，地球與木星的距離在逐漸減小，自木星來的任一信號都比前一信號少走一些距離。羅默從他的測量得出，光走過與地球軌道半徑等長的距離所需的時間約為11分鍾。在羅默的時代只知道地球軌道半徑的近似值，當取此半徑為149．7×106千米時，算得光速c＝215000千米／秒。

在地球上較短的距離內用實驗的方法測出光速是19世紀中葉的事了。1849年德國物理學家菲索用「齒輪法」測出光速。如圖4－5所示，從光源S發出的光，射到半鍍銀的平面鏡A上，經A反射後，從齒輪N的齒間空隙射到反射鏡M上，然後再反射回來，通過半鍍銀鏡射入觀察者眼中。如果使齒輪轉動，那麼在光從齒間到達M再反射回齒間的時間Δt內，齒輪將轉過一個角度。如果這時齒a和a′間的空隙恰好被a所佔據，則反射回來的光被遮斷，因而觀察者將看不到光。但如果這時齒輪恰好轉到下一個齒間空隙，由M反射回來的光從齒間空隙通過，觀察者就能重新看到光。齒輪的齒數已知，測出齒輪的轉速，可算出齒輪轉過一個齒的時間Δt，再測出M、N間的距離，就可以算出光速。菲索當時測得空氣中的光速：c＝315300千米／秒。1851年，法國物理學家傅科用旋轉鏡法測得空氣中的光速：c＝298×108米／秒。傅科還第一次測出了光在水中的傳播速度為2．23×108米／秒，相當空氣中光速的四分之三。

1924—1927年，美國科學家邁克爾孫綜合菲索和傅科測光速方法的優點，用旋轉棱鏡法，在美國海拔5500米、相距35千米的威爾孫山和聖安東尼奧山進行實驗，精確地測得光速：c＝299796±4千米／秒。非常接近1975年第15屆國際計量大會決議採用的光速值c＝299792．458±0．001千米／秒。他就在這次測量過程中中風，於1931年去世。

在激光得以廣泛應用以後，開始利用激光測量光速。其方法是測出激光的頻率和波長，應用c=λν計算出光速c，目前這種方法測出的光速是最精確的。根據1975年第15屆國際計量大會決議，把真空中光速值定為c＝299 792 458米／秒。在通常應用多取c=3×10^8米／秒。

光速測量儀

LM2000A1 光速測量儀（原LM2000A的增強型）(相位法) • 對激光光束直接進行100MHz的高頻調制，移動反光鏡通過測量近程光與遠程光的相位差求得調制光的波長，依據C=f·λ計算出光的傳播速度，即「相位法」。
•選用示波器來測量相位值。並採用降頻測相電路，測相頻率為455KHz，大大降低了對示波器的要求。

LM2000B 光速測量儀(振盪法) • 把光程作為「光-電振盪」環路中的一個參量，用頻率計測量近程光與遠程光的頻率差，並轉換成時間差，依據C=△D/△T求得光速值。

LM2000C 光速測量儀(光拍法)
採用高頻聲光器件，利用聲光頻移效應產生150MHz的拍頻波，移動反光鏡，用示波器測量近程光與遠程光的相位差求得拍頻波的波長，進而測得光的傳播速度，即「光拍法」。

**聲速的測量**

二十世紀以來，聲學測量技術發展很快。目前聲學儀器有較大發展，並具有高保真度，很寬的頻率范圍和動態范圍，小的非線性畸變和良好的瞬態響應等。

過去，測量聲波和振動的儀表都是模擬式電子儀表，測量的速度和准確度受到一定的限制。六十年代初。出現了數字式儀表，直接採用數字顯示，提高了測量時讀數的准確度。由於計算技術和高質量、低功耗的大規模集成電路的發展，人們已能用由微處理機控制的自動測量代替逐點測量，使許多需要事後計算的聲學測量和分析工作可以用微計算機實時運算。

以微處理機為中心的測量儀器，不但實現了小型化、多功能，而且由於採用了快速博里葉換演算法，從而實現了實時分析。同時也出現了一些新的聲學測量和分析方法，例如實時頻譜分析，聲強測量，聲源鑒別，瞬態信號分析，相關分析等。

今後聲學測量的任務是採用新的測量技術，提出新的測量方法，使用自動化數字式儀器，以提高測量的准確度和速度。

回顧歷史，可以看到，在發展經典聲學的過程中，許多研究工作是直接用人耳來聽聲音的。直到本世紀，發展了無線電電子學，才使聲波的測量採用了電聲換能器和電子測量儀器。 高性能的測量傳聲器、頻譜分析儀和聲級記錄器實現了聲信號的聲壓級測量，頻譜分析和聲信號特性的自動記錄；從而可以測量各種不同頻率、不同強度和波形的聲波，擴展了聲學的研究范圍，促進了近代聲學的發展。可以期望，計算技術和大規模集成電路的發展，微計算機和微處理機在聲學工作中的應用，必將促使近代聲學進一步發展。

傳統方法
方法1：一個聲音產生後，並不會立刻傳到你的耳朵，通常要經過一段時間。除非你自己有這種經驗，否則這是很難理解的。例如：如果你參加一個運動會，坐在離鳴槍的人有一段距離的地方，你會先看到槍冒煙，後聽到槍聲。這是因為光行進的速度非常快(約1秒鍾300000公里)，而聲音的速度就慢得多(約1秒種340米)。所以你會立刻看到槍冒煙，但聲音要過一會兒之後才會聽到。�
於是早期測量聲音的速度是利用槍來做實驗。幫忙的人要拿著槍在一個量好的距離外，另一個人就拿著馬表站在原點。在看到信號之後，幫忙的人就對空鳴槍。在原點的人一看到槍的火花和煙時，就把馬表按下來；而當他聽到槍聲時，就再按一次馬表讓馬錶停下來。看到火花和聽到槍聲之間的時間，就是聲音行經這一段量好距離所需的時間。就能算出聲音的速度。根據這一原理你不妨在今後的校運動會的時候試驗一下（利用百米賽跑就可以了）.
為了測量聲音的速度你需要一個馬表和一個皮尺。量一個500公尺的距離，要盡可能量得准確一點。你和你的同學分別站在兩端；你的同學兩手各拿一塊大石頭（或者鑼、鼓、或者乾脆拍手--拍手的聲音太低如果對方聽不到就不好辦了），你則拿一個馬表。當你大叫「開始」時，你的同學要把石頭舉到頭頂，盡量大聲敲擊。�當你一看到石頭撞在一起，就按下馬表。等到你聽到石頭撞擊的音，就再按一下馬表讓馬錶停下來。時間方面要記錄到十分之一秒。如果能多做幾次實驗，算出時間的平均值是最好的。�你只要用計算機把你和你同學的距離除以時間，就可以算出聲音的速度了。

方法二.
測量聲音的速度還有一種利用迴音來測量的的方法：（
所謂回聲，就是聲音在傳播的過程中碰到高大的障礙物被反射了回來，不是在電視里（當然是誇張）有時看到一個人面對大山大喊一聲，可以聽到三個、四個甚至五個回聲嗎？
哪么我們就可以根據這樣的原理，站在離高牆較遠的地方(事先測出你到高牆的距離）大聲地喊一下，在你喊的同時按下秒錶，當你聽到自己的回聲再按一下秒錶，這樣一來，你的喊聲從你那兒到高牆打了一個來回，你只要把上面說的你跟高牆的距離除以測得的時間的一半，這聲音的速度也就出來了（這里要注意的是因為人能分辨出自己的回聲的時間間隔要超過0.1秒，聲音有傳播速度是340米每秒，所以你與牆的距離，至少不得少於17米才行,而且中間還不能有障礙物）。

利用回聲測聲音速度比較高級和精確的做法是：
利用超聲波遇到物體發生反射，超聲波發生器通過電纜線連與超聲接受器連為一體，接受器能將接收到的超聲波信號進行處理並在電腦屏慕上顯示其波形，超聲波發生器每隔固定時間發射一短促的超聲波信號，而接收到的由於障礙物反射回的超聲波信號經儀器處理後也可在電腦屏上顯示出來（兩個波的形狀一大一小便於區分），每個反射波與相應的發射波之間的滯後的時間可經電腦的處理輸出，即能直接從電腦上讀出一個超聲波發射後遇到障礙物返回來的時間間隔，只要你事先測出超聲波發生器到障礙物之間的距離S，並將S除以往返時間的一半就是聲音在空氣里的傳播速度了。（超聲波在空氣中的傳播速度跟一般人能聽得到的聲波速度是相等的）。

測量聲速最簡單、最有效的方法之一是利用聲速v 、振動頻率f和波長λ之間的基本關系，即實驗時用結構相同的一對（發射器和接收器）超聲壓電陶瓷換能器，來作聲壓與電壓之間的轉換。利用示波器觀察超聲波的振幅和相位，用振幅法和相位法測定波長，由示波器直接讀出頻率f。

(一)諧振頻率
超聲壓電陶瓷換能器是實驗的關鍵部件，每對超聲壓電陶瓷換能器都有其固有的諧振頻率，當換能器系統的工作頻率處於諧振狀態時，發射器發出的超聲波功率最大，是最佳工作狀態。

(二)振幅法
由發射器發出的聲波近似於平面波。經接收器反射後，波將在壓電陶瓷換能器的兩端面間來回反射並且疊加。當兩個換能器之間的距離等於半波長的整數倍時發生共振，產生共振駐波現象，波幅達到極大。由縱波的性質可以證明，振動位移處於波節時，則聲壓是處於波腹。接收器端面近似為一波節，接收到的聲壓最大，經接收器轉換成的電信號也最強。聲壓變化和接收器位置的關系可從實驗中測出，當接收器端面移動到某個共振位置時，示波器上會出現最強的電信號，如果繼續移動接收器，將再次出現最強的電信號，兩次共振位置之間的距離即為1/2λ 。

(三)相位法
波是振動狀態的傳播，也可以說是相位的傳播。沿傳播方向上的任何兩點，其振動狀態相同，或者說其相位差為2π的整數倍時兩點間的距離應等於波長λ的整數倍，利用這個公式可測量波長。由於發射器發出的是近似於平面波的超聲波，當接收器端面垂直於波的傳播方向時，其端面上各點都具有相同的相位。沿傳播方向移動接收器時，總可以找到一個位置使得接收到的信號與發射的信號同相。移過的這段距離必然等於超聲波的波長λ 。為了判斷相位差並且測定波長，可以利用雙蹤示波器直接比較發射的信號和接收的信號，同時沿傳播方向移動接收器尋找同相點。也可以利用利薩如圖形尋找同相時橢圓退化為斜直線的點