專利名稱：多功能橫波、縱波、環(huán)形波及駐波演示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種普通物理實驗裝置，具體是一種多功能橫波、縱波、環(huán)形波及駐波 演不器。
背景技術(shù)：
中學(xué)物理機械波的教學(xué)中，對橫波的概念容易理解，但對縱波、環(huán)形波的理解有很 大的困難，對橫波、環(huán)形波、縱波及它們各自形成的駐波更難理解，我們知道“兩列沿相反方 向傳播的振幅相同，頻率相同的波相疊加時，形成駐波。”聲波在反射時，頻率振幅前后相 同，且反射波與原來的波方向相反，是否可以發(fā)明觀察橫波、環(huán)形波、聲音縱波、與它們各自 形成駐波的演示器呢？因此，我研究設(shè)計了這個多功能橫波、縱波、環(huán)形波及駐波演示器。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是通過此裝置的演示過程，使學(xué)生對橫波、環(huán)形波、縱波及它們各自 形成的駐波更加容易理解，并增強趣味性和直觀性，培養(yǎng)其對科學(xué)的研究興趣。
這種多功能橫波、縱波、環(huán)形波及駐波演示器，它由主機、散熱窗、信號源、功放電 路、揚聲器、透明管、調(diào)管活塞、頻率顯示儀、臺架、振動器、振動頭、彈性繩、環(huán)形彈性鋼絲 圈、縱波開關(guān)、縱波粗調(diào)鈕、縱波微調(diào)鈕、縱波調(diào)幅鈕、揚聲器接線板、功放輸出線、電源電路 等組成。其特征在于主機面板上設(shè)有縱波開關(guān)、縱波粗調(diào)鈕、縱波微調(diào)鈕、縱波調(diào)幅鈕，主機 內(nèi)設(shè)有信號源、功放電路，振動器，它們之間電連接，并與縱波開關(guān)、縱波粗調(diào)鈕、縱波微調(diào) 鈕、縱波調(diào)幅鈕、功放輸出線相連接，透明管一端固定揚聲器和揚聲器接線板，透明管內(nèi)放 置碎塑料泡沫，并設(shè)置可移動的活塞，功放輸出線另一端與通過揚聲器接線板與揚聲器和 頻率顯示儀相連接，其振動器設(shè)置在主機上方，且連接彈性繩的一端，彈性繩的另一端固定 在豎直臺架上，振動器上還安裝有環(huán)形彈性鋼絲圈。
本發(fā)明的有益效果
1、本發(fā)明能使能在課堂演示實驗過程中，直觀的看到橫波、環(huán)形波、縱波及駐波的 形成過程，領(lǐng)悟到橫波、環(huán)形波、縱波及它們各自形成的駐波產(chǎn)生變化的奧秘。從而能吸引 學(xué)生不斷探索科學(xué)的興趣。
2、本發(fā)明與傳統(tǒng)的演示實驗相比有顯著的進步，將音叉(打點計時器)的振動改 為可調(diào)頻率的機械振動器，可以同時觀察橫波、環(huán)形波和它們各自形成的駐波，增加了較強 的趣味性與科學(xué)性。
3、本發(fā)明將可調(diào)頻率的音頻信號輸出使橡皮圈喇叭振動，引起在內(nèi)置泡沫的有機 玻璃管中振動，使無法觀察到的聲音縱波和駐波通過該演示器觀察到，具有突出的創(chuàng)造性。
4、本發(fā)明制造簡單，使用方便，成本低廉、實用性強，在材料、工藝、手段等方面都 有顯著的改進，效果明顯。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中I為主機、2為散熱窗、3為縱波開關(guān)、4為縱波 粗調(diào)鈕、5為縱波微調(diào)鈕、6為縱波調(diào)幅鈕、7為功放輸出線、8為揚聲器、9為揚聲器接線板、 10為透明管、12為可調(diào)活塞、13為頻率顯示儀、15為臺架、16為振動頭、17為功放電路、18 為信號源、19為振動器、20為彈性繩、21為環(huán)形彈性鋼絲圈、22電源電路。
具體實施方式
如圖1所示的本發(fā)明演示器主機I內(nèi)設(shè)有功放電路17、信號源18、振動器19(機 械式可調(diào)頻率的)，22電源電路，其振動器19的振動頭16設(shè)置在主機I的上方，用19在豎 直方向上周期性的振動，將彈性繩20的一端固定在豎直臺架15上，另一端拴在振動頭16 上，調(diào)節(jié)適當(dāng)距離，就可以觀察到明顯的橫波和駐波11，如在振動器19上安裝一個環(huán)形彈 性鋼絲圈21，可觀察到明顯的環(huán)形波16和環(huán)形駐波14。主機I外邊另設(shè)有透明管(可用 玻璃或有機玻璃等材料制成)10，透明管10 —端安裝固定揚聲器8和揚聲器接線板9，用信 號源18提供可調(diào)頻率的音頻信號輸出，通過功放電路17將音頻信號放大，把信號接到揚聲 器(橡皮圈式)8的接線上，使揚聲器8在內(nèi)置有碎塑料泡沫的透明管10 —端，調(diào)整適當(dāng)頻 率和振幅振動，讓聲波經(jīng)過內(nèi)置塑料泡沫的透明管10傳播，可觀察到聲音振動引起碎塑料 泡沫振動，形成縱波11。在透明管10的另一端安裝可調(diào)活塞12，適當(dāng)改變可調(diào)活塞12的 深度，即可出現(xiàn)聲波的駐波11 (聲波遇可調(diào)活塞12發(fā)生反射，形成兩列頻率相同傳播方向 相反的聲波在介質(zhì)中疊加)。在此過程中，調(diào)節(jié)聲源頻率、振幅，可觀察到不同情況的駐波現(xiàn) 象。
本發(fā)明能使學(xué)生產(chǎn)生極大的好奇心，增加對物理科學(xué)的研究興趣。它設(shè)計新穎，結(jié) 構(gòu)簡單，所需費用低，操作方便，動感強烈，演示效果明顯，是教師課堂教學(xué)的好幫手。
權(quán)利要求
1.一種多功能橫波、縱波、環(huán)形波及駐波演示器，它由主機、散熱窗、信號源、功放電路、揚聲器、透明管、調(diào)管活塞、頻率顯示儀、臺架、振動器、振動頭、彈性繩、環(huán)形彈性鋼絲圈、縱波開關(guān)、縱波粗調(diào)鈕、縱波微調(diào)鈕、縱波調(diào)幅鈕、揚聲器接線板、功放輸出線和電源電路等組成，其特征在于主機面板上設(shè)有縱波開關(guān)、縱波粗調(diào)鈕、縱波微調(diào)鈕、縱波調(diào)幅鈕，主機內(nèi)設(shè)有信號源、功放電路，振動器，它們之間電連接，并與縱波開關(guān)、縱波粗調(diào)鈕、縱波微調(diào)鈕、縱波調(diào)幅鈕、功放輸出線相連接，透明管一端固定揚聲器和揚聲器接線板，透明管內(nèi)放置碎塑料泡沫，并設(shè)置可移動的活塞，功放輸出線另一端與通過揚聲器接線板與揚聲器和頻率顯示儀相連接，其振動器設(shè)置在主機上方，且連接彈性繩的一端，彈性繩的另一端固定在豎直臺架上，振動器上還安裝有環(huán)形彈性鋼絲圈。
2.如權(quán)利要求1所述的多功能橫波、縱波、環(huán)形波及駐波演示器，其特征在于所述的透明管可用玻璃或有機玻璃等材料制成。
3.如權(quán)利要求1所述的多功能橫波、縱波、環(huán)形波及駐波演示器，其特征在于所述的主機內(nèi)設(shè)置的振動器是機械式可調(diào)頻率的。
4.如權(quán)利要求1所述的多功能橫波、縱波、環(huán)形波及駐波演示器，其特征在于透明管一端所固定的揚聲器米用橡皮圈式揚聲器。
5.如權(quán)利要求1所述的多功能橫波、縱波、環(huán)形波及駐波演示器，其特征在于透明管內(nèi)的可調(diào)活塞可在管內(nèi)手動調(diào)節(jié)移動位置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種多功能橫波、縱波、環(huán)形波及駐波演示器。它由主機、散熱窗、信號源、功放電路、揚聲器、透明管、調(diào)管活塞、頻率顯示儀、臺架、振動器、彈性繩、環(huán)形彈性鋼絲圈、縱波開關(guān)、縱波粗調(diào)鈕、縱波微調(diào)鈕、縱波調(diào)幅鈕、揚聲器接線板、功放輸出線等組成。其特征在于主機內(nèi)設(shè)有信號源、功放電路，振動器，它們之間電連接，透明管一端固定揚聲器，透明管內(nèi)放置碎塑料泡沫，并設(shè)置可移動的活塞，功放輸出線另一端與通過揚聲器接線板與揚聲器和頻率顯示儀相連接。本發(fā)明能使學(xué)生產(chǎn)生極大的好奇心，增加對物理科學(xué)的研究興趣。它設(shè)計新穎，結(jié)構(gòu)簡單，所需費用低，操作方便，動感強烈，演示效果明顯。
文檔編號G09B23/06GK103021231SQ20111029615
公開日2013年4月3日 申請日期2011年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月22日
發(fā)明者吳全如 申請人:吳全如