陈水桥， 程诗卓， 郭 鹍， 陆子毅， 许熠辉

（浙江大学a.物理学系；b.竺可桢学院，杭州310027）

0 引 言

声场作为一种常见的物理场，由于其不便观测、稳定性差而在生活中的应用相对较少，且应用点往往集中于驻波声场。为了更加方便地研究驻波声场的特性，将其可视化无疑是一种直观且高效的方法［1-2］。纹影法基于声波与光波的一般作用规律：声场介质密度随声场的发生而改变，继而引起折射率的变化。当一束光穿过声场介质时，能够形成稳定的相位光栅，出现相应的纹影图像［3］。与其他方式相比，纹影法具有直接、快速、不破坏声场的优势，不仅为驻波声场静态特征的研究提供了一个更为直观可感的途径，其非侵入性更是适用于声场的动态与连续性研究。可视化作为一大优势，将难于测量的压力数据转化为易于测量的光强数据，为实验精度提供了保障，运用后期处理技术，还可使所得结果更为明显、美观，便于进一步分析。本实验利用超声波驻波声场的声辐射压力在空间中呈周期分布的性质，再结合纹影法，对非均匀空气介质中的超声波形成的驻波声场进行成像，并进行相关处理，使得能够直观反映出超声波驻波声场的某些特性，进而更加精准测量其波长以及其他关联数据。为使图像更加形象可视，在MATLAB中对图片做灰度直方图均衡化之后［4］，使得图像中原来灰度值分布集中的区域分布到其他区域，从而使得图像灰度值整体范围变大，某些局部灰度细节变化可见，从而达到增强图像对比度和清晰度的效果。……