駐波綜合演示儀的制作方法
【專利摘要】本實用新型屬于教學演示實驗設備【技術領域】，具體為一種駐波綜合演示儀。本實用新型分為波源發生器、支架、演示介質三個部分。波源發生器的主要是通過給偏心電機通電轉動，電機給懸臂梁周期的激勵，從而給相連的演示介質提供振動波源，波動在介質中傳播遇邊界反射形成反射波，從而形成駐波，通過調節電位器，控制電機轉速，可得到不同的波節數。通過更換演示介質，本駐波綜合演示儀可以演示各種情況橫駐波和縱駐波，具有演示內容豐富，體積小，攜帶方便、操作簡便，穩定性好的特點，適合攜帶到課堂作隨堂演示。
【專利說明】駐波綜合演示儀
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于教學演示實驗設備【技術領域】，具體涉及兩端固定和一端固定的橫駐波與縱駐波的綜合演示儀。
【背景技術】
[0002]按照波動學理論，滿足一定條件的相干波疊加會形成駐波，即空間有些點的振幅為零，有些點的振幅為相干波振幅的2倍。在一些結構設計中，往往需要考慮駐波的形成，但由于駐波的理論比較抽象，而且橫波疊加形成的駐波和縱波疊加形成的駐波表現形式又不同，學生在理解上會有困難，用儀器將不同機理形成的駐波演示出來，將大大有助于知識的理解和記憶。
[0003]以往演示駐波的儀器大多只能單獨演示橫駐波或縱駐波，而且只能演示兩固定端間產生的駐波，演示內容不全面，儀器往往體積偏大，電路復雜，不便于搬運到課堂上使用，本發明正是針對以上問題設計的一款儀器，可以收到很好的課堂效果。
【發明內容】
[0004]本實用新型的目的是提供一種體積小、攜帶方便、操作簡單，穩定性好，可以在課堂上綜合演示兩端固定和一端固定的各種橫駐波與縱駐波的駐波綜合演示儀。
[0005]本實用新型提供的駐波綜合演示儀，由波源發生器1、支架2、演示介質3組成，其結構如圖1所示，其中:
[0006]波源發生器I (如圖2所示)，包括手柄4、開關5、電位器6、電池7、懸臂梁8、及偏心電機9六個部分；手柄4為圓柱形，由硬質材料制成，側面開三個孔，分別用于安放開關
5、電位器6和電池7,手柄4端面開有一個槽,用于固定懸臂梁8 ;懸臂梁上一端固定偏心電機9,另一端開有孔,該孔內安裝一個螺釘，用于固定演不介質3 ;開關5、電位器6、電池7、偏心電機9間組成串聯電路；偏心電機9通電后的轉動將給懸臂梁8提供一個周期性的策動力，使懸臂梁8作周期振動，從而充當演示介質3的波源。實驗時，通過電位器6改變電機9的轉速，從而改變駐波的波節數。
[0007]支架2 (如圖1所示)，采用硬質材料，高度不限，用于固定演示介質3。
[0008]演示介質3，包含彈性繩(演示兩端固定的橫駐波)、彈簧(演示兩端固定的縱駐波)、薄鋼條(演示一端自由的橫駐波)、鋼絲圈(如圖3所示，演示平面內的橫駐波)，各種介質尺寸不限，當懸臂梁振動時，振動狀態將源源不斷的傳遞給演示介質，從而有機械波可以在介質中傳播，介質中的入射波和反射波疊加，即可形成駐波。
[0009]使用本實用新型時，將相應演示介質一端安裝在懸臂梁上，一端安裝在支架上(演示介質為薄鋼條和鋼絲圈時，直接固定在懸臂梁上)，通電后調節電位器，即可觀察到駐波，通過更換不同的演示介質，可以演示不同形式、不同波節數的駐波。
【專利附圖】
【附圖說明】[0010]圖1為本實用新型的裝置示意圖。
[0011]圖2為波源發生器的結構圖。
[0012]圖3為鋼絲圈的形狀圖。
[0013]圖中標號:1為波源發生器，2為支架，3為演示介質，4為手柄，5為開關，6為電位器，7為電池，8為懸臂梁,9為偏心電機。
【具體實施方式】
[0014]本實用新型提供的駐波綜合演示儀，由波源發生器1、支架2、演示介質3組成，其結構如圖1所示，其中:
[0015]波源發生器I (如圖2所示)，包括手柄4、開關5、電位器6、電池7、懸臂梁8、及偏心電機9六個部分，是整個儀器的核心。手柄4為圓柱形，由硬質材料制成，為便于攜帶和操作，長度以20厘米為宜；側面開三個孔，分別用于安放開關5、電位器6和電池7，其中電位器采用100歐姆的，電池采用9伏干電池；手柄4端面開有一個槽，用于固定懸臂梁8，懸臂梁厚度不限，寬度1.5厘米，長度15厘米；懸臂梁上一端固定偏心電機9 (功率1w左右)，另一端開有孔，該孔內安裝一個螺釘，用于固定演不介質3 ;開關5、電位器6、電池7、偏心電機9間組成串聯電路。偏心電機9通電后的轉動將給懸臂梁8提供一個周期性的策動力，使懸臂梁8作周期振動，從而充當演示介質3的波源。實驗時，通過電位器6改變電機9的轉速，從而改變駐波的波節數。
[0016]支架2 (如圖1所示)，采用硬質材料，高度不限，用于固定演示介質3。
[0017]演示介質3，包含彈性繩、彈簧、薄鋼條、鋼絲圈，為保證大課堂的演示效果，用于演示兩端固定橫駐波的彈性繩可選擇橡皮筋，長度以1.5米為宜；用于演示兩端固定的縱駐波的彈簧不能剛度太強，直徑不限，長度以50厘米為宜；用于演示一端自由橫駐波的懸臂梁寬度小于等于波源發生器上懸臂梁的寬度，剛度也不能太強，長度以60厘米為宜；用于演示平面內橫駐波的鋼絲圈直徑在35厘米即可，且鋼絲不宜太硬。
[0018]當波源發生器上的懸臂梁振動時，振動狀態將源源不斷的傳遞給演示介質，從而有機械波可以在介質中傳播，介質中的入射波和反射波疊加，即可形成駐波。
[0019]使用本實用新型時，將相應演示介質一端安裝在懸臂梁上，一端安裝在支架上(演示介質為薄鋼條和鋼絲圈時，直接固定在懸臂梁上)，通電后調節電位器，即可觀察到駐波，通過更換不同的演示介質，可以演示不同形式、不同波節數的駐波。
【權利要求】
1.一種駐波綜合演示儀，其特征在于由波源發生器、支架、演示介質三部分組成，其中: 波源發生器包括手柄、開關、電位器、電池、懸臂梁、及偏心電機六個部分；手柄為圓柱形，側面開三個孔，分別用于安放開關、電位器和電池，手柄端面開有一個槽，用于固定懸臂梁；懸臂梁上一端固定偏心電機，另一端開有孔，該孔內安裝一個螺釘，用于固定演示介質；開關、電位器、電池、偏心電機間組成串聯電路；偏心電機通電后將振動傳遞給懸臂梁，從而為演示介質提供波源； 支架用于固定演不介質。
2.根據權利要求1所述的駐波綜合演示儀，其特征在于所述演示介質包含彈性繩、彈簧、薄鋼條、鋼絲圈；其中，彈性繩用于演示兩端固定的橫駐波，彈簧用于演示兩端固定的縱駐波，薄鋼條用于演示一端自由的橫駐波，鋼絲圈用于演示平面內的橫駐波。
【文檔編號】G09B23/10GK203825896SQ201420248600
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年5月15日 優先權日:2014年5月15日
【發明者】馬晗森 申請人:馬晗森