專(zhuān)利名稱(chēng)：固定均勻弦振動(dòng)實(shí)驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種研究固定均勻弦振動(dòng)的實(shí)驗(yàn)裝置，用于大學(xué)普通物理實(shí)驗(yàn)、中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)及演示。
背景技術(shù)：
固定均勻弦振動(dòng)實(shí)驗(yàn)是高校普通物理實(shí)驗(yàn)的基本內(nèi)容之一，固定均勻弦振動(dòng)實(shí)驗(yàn)裝置隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展也在不斷地得到改進(jìn)。固定均勻弦振動(dòng)實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)主要體現(xiàn)在振動(dòng)源的變化，振動(dòng)源在端點(diǎn)的有頻率固定的音叉式、頻率可變的用電磁驅(qū)動(dòng)的簧片式等，振動(dòng)源在中點(diǎn)的有基于安培定律的通電直導(dǎo)線(xiàn)加永磁鐵式。根據(jù)安培定律可知長(zhǎng)L通有電流I的直導(dǎo)線(xiàn)，放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，所受的磁力為F＝IBL(設(shè)磁場(chǎng)方向和電流方向垂直)。當(dāng)直導(dǎo)線(xiàn)中通過(guò)的電流為正弦交流電時(shí)，直導(dǎo)線(xiàn)將在磁力的作用下沿垂直于磁場(chǎng)和電流的方向按正弦規(guī)律擺動(dòng)。當(dāng)將直導(dǎo)線(xiàn)繞成環(huán)型線(xiàn)圈置于上述勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，并在環(huán)型線(xiàn)圈中通過(guò)正弦交流電流時(shí)，由于環(huán)型線(xiàn)圈相對(duì)兩臂所受的磁力大小相等方向相反，環(huán)型線(xiàn)圈不會(huì)沿垂直于磁場(chǎng)和電流的方向按正弦規(guī)律擺動(dòng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種基于安培定律的振動(dòng)源在端點(diǎn)的固定均勻弦振動(dòng)實(shí)驗(yàn)裝置。
本發(fā)明固定均勻弦振動(dòng)實(shí)驗(yàn)裝置，由振動(dòng)源、弦線(xiàn)、換向輪、砝碼、標(biāo)尺和支座組成，振動(dòng)源由振動(dòng)頭、正弦信號(hào)發(fā)生器、頻率顯示器組成，其特征是振動(dòng)源置于弦線(xiàn)的一端，弦線(xiàn)的一端和振動(dòng)頭相連、弦線(xiàn)的另一端通過(guò)換向輪和砝碼相連，振動(dòng)頭中的環(huán)型線(xiàn)圈的相對(duì)兩臂，分別處在極性相反的磁場(chǎng)中，當(dāng)環(huán)型線(xiàn)圈中通過(guò)正弦交流電流時(shí)，環(huán)型線(xiàn)圈沿垂直于磁場(chǎng)和電流的方向按正弦規(guī)律擺動(dòng)。
本發(fā)明通過(guò)將環(huán)型線(xiàn)圈相對(duì)兩臂分別置于大小相等方向相反的磁場(chǎng)中，當(dāng)在環(huán)型線(xiàn)圈中通過(guò)正弦交流電流時(shí)，環(huán)型線(xiàn)圈相對(duì)兩臂所受的磁力大小相等方向相同，環(huán)型線(xiàn)圈將沿垂直于磁場(chǎng)和電流的方向按正弦規(guī)律擺動(dòng)。
本發(fā)明采用上述技術(shù)來(lái)構(gòu)成固定均勻弦振動(dòng)實(shí)驗(yàn)裝置的振動(dòng)源，振動(dòng)源起振完全基于安培定律，原理清晰，可用公式描述、形成駐波穩(wěn)定，頻率調(diào)節(jié)方便，可視性好。
本發(fā)明的有益效果是，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，振動(dòng)源起振完全基于安培定律，原理清晰，可用公式描述。操作簡(jiǎn)便，形成駐波穩(wěn)定，可視性好。


圖1是本發(fā)明的裝置示意圖。
圖2是振動(dòng)頭部件圖。
圖3是振動(dòng)頭裝配示意圖。
具體實(shí)施方式
參見(jiàn)圖2、3，振動(dòng)頭由環(huán)型線(xiàn)圈15、底座16、線(xiàn)圈支架9和永久磁鋼14組成，用漆包線(xiàn)繞制多圈環(huán)型線(xiàn)圈15，并用環(huán)氧樹(shù)脂固定于線(xiàn)圈支架9上，線(xiàn)圈支架9上有電接入點(diǎn)10，安裝孔11，系弦線(xiàn)孔12，中裝有軸承13。將裝有環(huán)型線(xiàn)圈15的線(xiàn)圈支架9用安裝螺栓17固定于底座16上，將永久磁鋼14固定于底座16上并使環(huán)型線(xiàn)圈的相對(duì)兩臂置于不同極性的磁場(chǎng)中，以上步驟形成了振動(dòng)頭1；環(huán)型線(xiàn)圈的兩輸入端和正弦信號(hào)發(fā)生器及頻率顯示器電連接。
參見(jiàn)圖1，將振動(dòng)頭1置于支座5的一端并使其可沿支座5移動(dòng)，支座5上有標(biāo)尺6，將換向輪3安裝于支座5的另一端并使其高低可調(diào)。將弦線(xiàn)2的一端系在線(xiàn)圈支架9的弦線(xiàn)孔12中，弦線(xiàn)2的另一端經(jīng)過(guò)固定于支座5另一端的換向輪3和砝碼4相連，環(huán)型線(xiàn)圈15的兩輸入端通過(guò)電接入點(diǎn)10和正弦信號(hào)發(fā)生器8及頻率顯示器7電連接，構(gòu)成本發(fā)明的固定均勻弦振動(dòng)實(shí)驗(yàn)裝置。
權(quán)利要求1.一種固定均勻弦振動(dòng)實(shí)驗(yàn)裝置，由振動(dòng)源、弦線(xiàn)、換向輪、砝碼、標(biāo)尺和支座組成，振動(dòng)源由振動(dòng)頭、正弦信號(hào)發(fā)生器、頻率顯示器組成，其特征是振動(dòng)源置于弦線(xiàn)的一端，弦線(xiàn)的一端和振動(dòng)頭相連、弦線(xiàn)的另一端通過(guò)換向輪和砝碼相連，振動(dòng)頭中的環(huán)型線(xiàn)圈的相對(duì)兩臂，分別處在極性相反的磁場(chǎng)中，當(dāng)環(huán)型線(xiàn)圈中通過(guò)正弦交流電流時(shí)，環(huán)型線(xiàn)圈沿垂直于磁場(chǎng)和電流的方向按正弦規(guī)律擺動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固定均勻弦振動(dòng)實(shí)驗(yàn)裝置，其特征是所述振動(dòng)頭由環(huán)型線(xiàn)圈(15)固定于線(xiàn)圈支架(9)上，線(xiàn)圈支架(9)上有電接入點(diǎn)(10)，安裝孔(11)，系弦線(xiàn)孔(12)，中裝有軸承(13)，將裝有環(huán)型線(xiàn)圈(15)的線(xiàn)圈支架(9)用安裝螺栓(17)固定于底座(16)上，將永久磁鋼(14)固定于底座(16)上并使環(huán)型線(xiàn)圈(15)的相對(duì)兩臂置于極性相反的磁場(chǎng)中。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及固定均勻弦振動(dòng)實(shí)驗(yàn)裝置，由振動(dòng)源、弦線(xiàn)、換向輪、砝碼、標(biāo)尺和支座組成，振動(dòng)源由振動(dòng)頭、正弦信號(hào)發(fā)生器、頻率顯示器組成，其特征是振動(dòng)源置于弦線(xiàn)的一端，弦線(xiàn)的一端和振動(dòng)頭相連、弦線(xiàn)的另一端通過(guò)換向輪和砝碼相連，振動(dòng)頭中的環(huán)型線(xiàn)圈的相對(duì)兩臂，分別處在極性相反的磁場(chǎng)中，當(dāng)環(huán)型線(xiàn)圈中通過(guò)正弦交流電流時(shí)，環(huán)型線(xiàn)圈沿垂直于磁場(chǎng)和電流的方向按正弦規(guī)律擺動(dòng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，振動(dòng)源起振基于安培定律，原理清晰，操作簡(jiǎn)便，形成駐波穩(wěn)定，可視性好，用于大學(xué)普通物理實(shí)驗(yàn)、中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)及演示。
文檔編號(hào)G01M7/00GK2738228SQ20042009079
公開(kāi)日2005年11月2日 申請(qǐng)日期2004年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月28日
發(fā)明者楊慧, 鮑德松, 周小風(fēng) 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)