專利名稱：布朗運動電子模擬演示裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬教育或演示用具技術領域，特別涉及的是一種布朗運動電子模擬演示裝置。
背景技術：
高中物理有關分子物理學中的布朗運動和化學中的溶膠體布朗運動是粒子和膠體的重要性質(zhì)之一。目前，國內(nèi)對布朗運動的觀察大都采用顯微鏡或超顯微鏡(一種特殊的顯微鏡，從側(cè)面進入強光)。然而，在實際教學中，顯微鏡不能滿足觀察的需求；大多數(shù)學校又沒有這種特殊的超顯微鏡，致使學生很難觀察到布朗運動。現(xiàn)有的布朗運動模擬演示裝置一般采用的是震動式，其缺點是躁音大，而且微觀“粒子”模型運動的均衡性差。專利號952183587的“分子物理學模擬演示裝置”，采用電磁場為微粒模型提供能量的設計方案，雖然解決了躁音大的弊端，但自制材料繁雜，對微觀“粒子”模型的加工量不但大，而且制作也較困難。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種形象的、無躁音的、非常直觀的演示布朗運動規(guī)律的布朗運動電子模擬演示裝置。
本實用新型的技術方案是這樣實現(xiàn)的本實用新型的布朗運動電子模擬演示裝置由底座、裝有均勻排列為矩陣的LED(發(fā)光二極管)的演示板、演示箱、后蓋、直流電源、開關、控制電路板組成，演示箱粘接在底上，演示箱的正面是裝有均勻排列為矩陣的LED的演示板，后蓋裝在演示箱背面的滑槽內(nèi)，直流電源裝在固定在演示箱底的電池盒內(nèi)，開關固定在演示箱的側(cè)面上，控制電路板用固定在演示箱底上的緊固件固定在演示箱底上。
上述的演示板上裝的均勻排列為矩陣的LED為5×5--10×10。
上述的演示板上裝的均勻排列為矩陣的LED為10×10。
上述的直流電源為低壓6V的電池組。
上述的電路板上裝有十進制計數(shù)/譯碼器IC1、IC5、反向器IC3、IC4、非門電路IC2、IC4和可變電阻器VR1、VR2，十進制計數(shù)/譯碼器IC1各輸出端連結(jié)LED的正極，IC5各輸出端經(jīng)反向器IC3、IC4后連接LED的負極。
上述的緊固件是廢舊的電腦電路板插條。
本實用新型的布朗運動電子模擬演示裝置，在同一時間內(nèi)，十進制計數(shù)/譯碼器IC1輸出端只有一個高電平。IC1各輸出端連接LED的正端。IC5各輸出端經(jīng)反向器IC3、IC4后再連接LED的負端。不難看出，在同一時間內(nèi)，IC1輸出只有一個為高電平，而IC3、IC4只有一個輸出為低電平，于是相連接的LED發(fā)光，即任一時間內(nèi)只有一只LED發(fā)光，而不同時間發(fā)光的LED位置不同，實現(xiàn)了用發(fā)光的LED對布朗粒子的模擬。IC1，IC5觸發(fā)信號分別由IC2、IC4的非門電路產(chǎn)生，改變VR1、VR2可控制觸發(fā)信號的頻率，使閃亮的LED位置變化加快或減慢，以模擬“布朗粒子”在不同的環(huán)境溫度下隨時間的運動狀況。
使用時，打開開關控制電路就開始工作。從演示箱的正面就可以從裝有均勻排列為5×5-10×10矩陣的LED的演示板上直觀地、逼真地看到閃亮的“布朗粒子”及其運動。
本實用新型的布朗運動電子模擬演示裝置直觀，電路簡單新穎，操作安全方便，能逼真的模擬“布朗粒子”的運動情況，觀察不同時間間隔的“布朗粒子”運動的復雜性，以及“布朗粒子”在不同環(huán)境溫度下隨時間變化的運動狀況。本裝置材料易購，成本低廉，簡單易做，可將學生們在同一時間內(nèi)難于看到是實驗經(jīng)過學生自己動手實現(xiàn)，既可提高教學質(zhì)量，又可培養(yǎng)學生的觀察和動手能力。


圖1是本實用新型的布朗運動電子模擬演示裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本實用新型的布朗運動電子模擬演示裝置的局部剖視圖。
圖3是本實用新型的布朗運動電子模擬演示裝置的控制電路圖。
具體實施方式
如圖1、圖2、圖3所示，本實用新型的布朗運動電子模擬演示裝置由底座1、裝有均勻排列為矩陣的LED(發(fā)光二極管)的演示板2、演示箱3、后蓋4、直流電源、開關8、控制電路板7組成，演示箱3粘接在底座1上，演示箱3的正面是裝有均勻排列為10×10矩陣的LED為10×10矩陣的LED的演示板2，后蓋4裝在演示箱3背面的滑槽內(nèi)，直流電源裝在固定在演示箱3底的電池盒內(nèi)，開關8固定在演示箱3的側(cè)面上，控制電路板7用固定在演示箱3底上的緊固件6——廢舊的電腦電路板插條固定在演示箱3底上。直流電源為低壓6V的電池組。電路板7上裝有十進制計數(shù)/譯碼器IC1、IC5、反向器IC3、IC4、非門電路IC2、IC4和可變電阻器VR1、VR2，十進制計數(shù)/譯碼器IC1各輸出端連結(jié)LED的正極，IC5各輸出端經(jīng)反向器IC3、IC4后連接LED的負極。
本實用新型的布朗運動電子模擬演示裝置，在同一時間內(nèi)，十進制計數(shù)/譯碼器IC1輸出端只有一個高電平。IC1各輸出端連接LED的正端，IC5各輸出端經(jīng)反向器IC3、IC4后再連接LED的負端。不難看出，在同一時間內(nèi)，IC3、IC4只有一個輸出為低電平，于是相連接的LED發(fā)光，即任一時間內(nèi)只有一只LED發(fā)光，而不同時間發(fā)光的LED位置不同，實現(xiàn)了用發(fā)光的LED對布朗粒子的模擬。IC1，IC5觸發(fā)信號分別由IC2、IC4的非門電路產(chǎn)生，改變VR1、VR2可控制觸發(fā)信號的頻率，使閃亮的LED位置變化加快或減慢，以模擬“布朗粒子”在不同的環(huán)境溫度下隨時間的運動狀況。
使用時，打開開關8控制電路就開始工作。從演示箱3的正面就可以從裝有均勻排列為10×10矩陣的LED的演示板2上直觀地、逼真地看到閃亮的“布朗粒子”及其運動。
權(quán)利要求1.一種布朗運動電子模擬演示裝置，其特征在于它由底座(1)、裝有均勻排列為矩陣的LED發(fā)光二極管 的演示板(2)、演示箱(3)、后蓋(4)、直流電源、開關(8)、控制電路板(7)組成，演示箱(3)粘接在底座(1)上，演示箱(3)的正面是裝有均勻排列為矩陣的LED的演示板(2)，后蓋(4)裝在演示箱(3)背面的滑槽內(nèi)，直流電源裝在固定在演示箱(3)底的電池盒(5)內(nèi)，開關(8)固定在演示箱(3)的側(cè)面上，控制電路板(7)用固定在演示箱(3)底上的緊固件(6)固定在演示箱(3)底上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的布朗運動電子模擬演示裝置，其特征在于演示板(2)上裝的均勻排列為矩陣的LED為5×5--10×10。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的布朗運動電子模擬演示裝置，其特征在于演示板(2)上裝的均勻排列為矩陣的LED為10×10。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的布朗運動電子模擬演示裝置，其特征在于直流電源為低壓6V的電池組。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的布朗運動電子模擬演示裝置，其特征在于電路板(7)上裝有十進制計數(shù)/譯碼器IC1、IC5、反向器IC3、IC4、非門電路IC2、IC4和可變電阻器VR1、VR2，十進制計數(shù)/譯碼器IC1各輸出端連接LED的正極，IC5各輸出端經(jīng)反向器IC3、IC4后連接LED的負極。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的布朗運動電子模擬演示裝置，其特征在于緊固件(6)是廢舊的電腦電路板插條。
專利摘要本實用新型屬教育或演示用具技術領域，特別涉及的是一種布朗運動電子模擬演示裝置。本裝置由底座、裝有均勻排列為矩陣的LED的演示板、演示箱、后蓋、直流電源、開關、控制電路板組成，演示箱粘結(jié)在底座上，演示箱的正面是裝有均勻排列為矩陣的LED的演示板，后蓋裝在演示箱背面的滑槽內(nèi)，直流電源裝在固定在演示箱底的電池盒內(nèi)，開關固定在演示箱的側(cè)面上，控制電路板插在演示箱內(nèi)的插條中并固定在演示箱底上。本實用新型的裝置直觀，電路簡單新穎，操作安全方便，材料易購，成本低廉，簡單易做，能逼真的模擬布朗粒子的運動情況，既可提高教學質(zhì)量，又可培養(yǎng)學生的觀察和動手能力。
文檔編號G09B23/06GK2577368SQ02244570
公開日2003年10月1日 申請日期2002年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月30日
發(fā)明者趙理 申請人:趙理