專利名稱：縱橫波及其圖象演示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于一種物理教學(xué)儀器，適合于大、中學(xué)物理教學(xué)作演示實驗儀器和分組實驗儀器。
目前的縱波演示器，采用螺旋彈簧用細(xì)線水平懸掛，它的一端連接一個金屬球，球固定于一鋼片的結(jié)構(gòu)。而縱波圖象，至今沒有演示儀器，全憑老師畫圖、口述或作手勢來進(jìn)行說明解釋。因此，學(xué)生對波的運動情況的理解很不直觀，致使縱波及其圖象成為物理教學(xué)中的一個難點。
本實用新型的目的就是提供一種既能真實地演示縱波，又能通過電路變換或光電變換，直觀地表示出縱波的運動情況，亦即演示出縱波的圖象，還能兼作橫波演示和橫波圖象演示的縱橫波及其圖象演示器。以使學(xué)生能較快地全面地形成波的概念，理解波的運動規(guī)律。
本實用新型的技術(shù)方案是在現(xiàn)有縱波演示器結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上增設(shè)電子顯示系統(tǒng)和機械運動與電子顯示的轉(zhuǎn)換控制開關(guān)，把質(zhì)點水平方向的真實運動，轉(zhuǎn)化為對應(yīng)位移量的豎直方向的運動加以顯示。這樣，在觀察真實波的同時，可以理解縱波圖象是怎樣表示縱波的運動，還可以直接看到各質(zhì)點是怎樣振動的，圖象又是如何表示的。不但可以看到某一時刻的圖象，還可看到各個時刻圖象。另外，如將各質(zhì)點的圖象連串起來，則表示出的是橫波從左向右的傳播，也就可以演示出橫波及其圖象，如在暗室中演示，效果則更佳。從而實現(xiàn)了本實用新型的目的。
以下結(jié)合
對本實用新型的具體結(jié)構(gòu)作詳細(xì)描述。
圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意的正視圖。
圖2為左視圖。
圖3為控制開關(guān)實施例一的示意及電路原理圖。
圖4為控制開關(guān)實施例二的示意圖及電路原理圖。
如圖1，2所示，本實用新型主要由金屬片［1］、金屬球［2］、四根連接桿［3］(上、下各兩根)、支架［4］、滑環(huán)［5］、架空線［7］、彈簧［8］等組成，金屬片［1］固定于支架［4］的底板上，金屬球［2］固定于金屬片［1］上，彈簧［8］的一端連接金屬球［2］，并通過架空線［7］、滑環(huán)［5］和上連接桿［3］水平懸掛，本實用新型的特點是在支架［4］上部裝有電子顯示板［12］，其上設(shè)置橫座標(biāo)軸——X軸，并設(shè)置有對稱X軸縱向等距排列的發(fā)光二極管［13］發(fā)光二極管［13］設(shè)置的排數(shù)與彈簧［8］上所選定的代表質(zhì)點的個數(shù)相等(代表質(zhì)點按照物理教學(xué)大綱的要求確定)，設(shè)置的位置與代表質(zhì)點在平衡位置時的位置相同，另外，在支架［4］上還裝有直流電源［14］和發(fā)光二極管的控制開關(guān)，電流的一級(“＋”或“－”極)直接與各發(fā)光二極管相接，另一極(“－”或“＋”極)經(jīng)過控制開關(guān)后接相應(yīng)的發(fā)光二極管。所述的控制開關(guān)由滑觸器［9］和一塊控制板［10］構(gòu)成，控制板［10］裝于支座［11］上，在每個代表質(zhì)點上均系有一個滑觸器，而控制板［10］上則設(shè)有多個電源導(dǎo)通點，這些導(dǎo)通點對稱每一個代表質(zhì)點的平衡位置設(shè)置，其數(shù)量和間距與發(fā)光二極管的設(shè)置一一對應(yīng)。當(dāng)滑觸器接觸到某個電源導(dǎo)通點時，該導(dǎo)通點所對應(yīng)的發(fā)光二極管就亮，代表質(zhì)點的水平位移就用縱向坐標(biāo)顯示出來。
本實用新型的控制開關(guān)可有多種實施方案，圖3給出了其實施例一及其電路原理圖，如圖3所示，該實施例中，控制板［10］為玻纖層壓制電路板，在前述的電源導(dǎo)通點處裝有銅條［15］，而所述的滑觸器［9］為一根裸銅線［18］。它與玻纖層壓制電路板保持接觸。前述的電源的另一極(“－”或“＋”極)則是直接接在彈簧上，而玻纖層壓制電路板上的銅條與對應(yīng)著的發(fā)光二極管的另一端用導(dǎo)線連通。圖4給出了控制開關(guān)的實施例二及其電路原理圖，如圖4所示，該實施例中，所述的控制板［10］為光電管組成的電路板，即在對應(yīng)前述的電源導(dǎo)通點處裝有光電管［16］。前述電源的另一極(“－”或“＋”極)，經(jīng)一反向器［17］后與各光電管相接，各光電管的另一極與其對應(yīng)控制的發(fā)光二極管相接。另外，所述的滑觸器［9］為一由硬質(zhì)細(xì)線系于代表質(zhì)點上的遮光片［19］。當(dāng)遮光片接觸光電管，亦即遮住光電管時，光電管所對應(yīng)的發(fā)光二極管亮。同理，也將質(zhì)點的水平位移轉(zhuǎn)化為縱標(biāo)顯示。為了保證演示效果不受外界振動影響，本實用新型可在支架［4］的底部設(shè)減振座［6］。
本實用新型的工作原理簡述如下(1)將電源［14］斷開，則只可演示縱波；(2)每個代表質(zhì)點的顯示電路都是獨立的，用一個滑觸器控制，如果只將某一個代表質(zhì)點的滑觸器與控制板接觸，則可演示一個質(zhì)點的水平方向的實際振動情況和圖象中豎直方向的位移變化情況；(3)各代表質(zhì)點的滑觸器均與控制板接觸，則可演示縱波圖象的關(guān)系即疏密波，表示它的圖象是正弦曲線，縱波從左向右傳播，正弦曲線也按時間不斷變化；(4)如將本實用新型的產(chǎn)品放置暗示中，按(3)的方式演示，則縱波看不清了，看到的正好是橫波的運動情況，而橫波的圖象好正好是正弦曲線。
本實用新型具有如下優(yōu)點演示逼真，一物多用，結(jié)構(gòu)簡單，綜合成本低。
權(quán)利要求1.一種縱橫波及其圖象演示器，包括金屬片[1]、金屬球[2]、四根連接桿[3](上、下各兩根)、支架[4]、滑環(huán)[5]、架空線[7]、彈簧[8]，金屬片[1]固定于支架[4]的底板上，金屬球[2]固定于金屬片[1]上，彈簧[8]一端連接金屬球[2]，并通過架空線[7]、滑環(huán)[5]和上連接桿[3]水平懸掛，本實用新型的特征在于在支架[4]上部裝有電子顯示板[12]，其上設(shè)置橫坐標(biāo)軸X軸，并設(shè)置有對稱X軸縱向等距排列的發(fā)光二極管[13]，發(fā)光二極管[13]設(shè)置的排數(shù)與彈簧[8]上所選定的代表質(zhì)點的個數(shù)相等，其位置與代表質(zhì)點在平衡位置時的位置相同，在支架[4]上裝有直流電源[14]和發(fā)光二極管控制開關(guān)，電源的一極(“+”或“-”)直接與各發(fā)光二極管相接，另一極(“-”或“+”)經(jīng)控制開關(guān)后接相應(yīng)的發(fā)光二極管，所述控制開關(guān)由滑觸器[9]和一塊控制板[10]構(gòu)成，控制板[10]裝于支座[11]上，每個代表質(zhì)點上均系有一個滑觸器，而控制板[10]上設(shè)置有多個電源導(dǎo)通點，這些導(dǎo)通點對稱每一個代表質(zhì)點平衡位置設(shè)置，其數(shù)量及間距與發(fā)光二極管的設(shè)置對應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的縱橫波及其圖象演示器，其特征在于所述的控制板［10］為玻纖層壓制電路板，在前述的電源導(dǎo)通點處裝銅條［15］，所述的滑觸器為裸銅線［18］，它與玻纖層壓制電路板保持接觸，上述電源的另一極(“－”或“＋”)接在彈簧［8］上，玻纖層壓制電路板上的銅條與對應(yīng)的發(fā)光二極管的另一端連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的縱橫波及其圖象演示器，其特征在于所述控制板［10］為光電管組成的電路板，對應(yīng)上述的電源導(dǎo)通點處裝有光電管［16］，上述電源的另一極(“－”或“＋”極)經(jīng)一反向器［17］后與各光電管［15］的一極相接，各光電管的另一極與其對應(yīng)控制的發(fā)光二極管相接，所述的滑觸器［9］為一由硬質(zhì)細(xì)線系于代表質(zhì)點上的遮光片［19］。
4.根據(jù)權(quán)利要求1，2，3所述的縱橫波演示器，其特征在于在支架［4］的底部設(shè)有減振座［6］。
專利摘要一種縱橫波及其圖象演示器，主要由支架(4)、金屬片(1)、金屬球(2)、彈簧(8)、架空線(7)、滑環(huán)(5)等組成。突出特點是設(shè)置有電子顯示板(12)，以及由滑觸器(9)和控制板(10)組成的控制開關(guān)。它可將質(zhì)點水平方向的真實運動，轉(zhuǎn)化為對應(yīng)位移量的豎直方向的運動加以顯示。既可觀察真實的縱波，又可直接觀察縱波圖象是怎樣表示縱波運動的，還可借助暗室，用作橫波及其圖象的演示。適用于作物理教學(xué)的演示、實驗儀器。
文檔編號G09B23/22GK2071366SQ9021580
公開日1991年2月13日 申請日期1990年9月1日 優(yōu)先權(quán)日1990年9月1日
發(fā)明者林協(xié)中 申請人:林協(xié)中