超声波悬浮
引言
超声波悬浮按照其机理可以分为两种：近场悬浮和驻波悬浮。近场悬浮的距离很小，但是能悬浮起很大质量的物体（可达几十千克）。驻波悬浮主要是利用声波的叠加形成驻波，进而悬浮起物体，其与进场悬浮相比，能悬浮起一系列等高的物体，但是物体的质量要很小。本实验通过演示驻波悬浮，激发学生对物理、实验的热情，增强对驻波、声压等的了解。
实验原理
驻波形成的原理
声压
声压是指声波通过媒质时，由振动所产生的压强改变量。声波在空气中传播时，空气的疏密程度会随声波而改变，因此会改变局域的气压。
对声波的动量方程和物态方程进行二级近似，可得声悬浮压力
力是势能的负梯度，可以对声场的势能进行模拟
图中红叉标记的地方为势能最低点，此处可以用来束缚物体。
实验装置
超声波换能器（将市压转化为能与振子匹配的电压）
超声波振子
（压电转换，产生超声波）
升降台
（改变高度，形成稳定的驻波）
反射平板，反射凹面
（反射声波，用来波的叠加）
实验内容
1.检查线路是否搭好，准备实验。
2.由波长与频率的关系计算得出半波长为6.05mm，调节反射板与超声波振子距离约为半波长的整数倍，如12cm。
3.将塑料小球放在振子上，用升降台缓慢调节反射板的高度，当塑料小球从振子上浮起时，即高度适宜。
4.在反射板与振子之间，每隔6.05mm放置一个塑料小球，记录实验现象，并讨论结果。
实验结果
实验悬浮起了不同数量的小泡沫，如图示。
实验分析
实验现象
随着时间的增加，小球抖动幅度加大，系统不能稳定。
随着小球数量的增加，系统趋于非稳状态，小球掉落。
分析：
1.电压不稳
2.振子散热太慢，周围空气被加热，压节点不能稳定存在
3.系统带电，随着时间的增加，小球电荷积累，相互作用导致系统不稳。