新型共振教學演示器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及物理現象演示實驗儀器，具體涉及一種新型共振教學演示器。
【背景技術】
[0002]在中學物理課本中講“共振的應用和防止”的基礎知識時，利用一個例子在18世紀中葉，一隊士兵在指揮官的口令下，邁著威武雄壯、整齊劃一的步伐，通過法國昂熱市一座大橋，快走到橋中間時，橋梁突然發生強烈的顫動并且最終斷裂坍塌，造成許多官兵和市民落入水中喪生；后經調查，造成這次慘劇的罪魁禍首，正是共振！因為大隊士兵齊步走時，產生的一種頻率正好與大橋的固有頻率一致，使橋的振動加強，當它的振幅達到最大限度直至超過橋梁的抗壓力時，橋就斷裂了。
[0003]所以后來許多國家的軍隊都有這么一條規定:大隊人馬過橋時，要改齊步走為便步走；這說明共振的危害，目前實驗室演示共振利用的是音叉和小球擺動，效果不明顯，也就是說中學實驗室到目前沒有直觀的演示共振現象的儀器。
【發明內容】
[0004]本發明提供了一種新型共振教學演示器，其填補了中學實驗室到目前沒有直觀的演示共振現象的儀器空白，直觀而富有趣味性，有效地為中學生演示共振現象，使其印象深刻，達到教學目的和效果。
[0005]本發明根據共振原理做了聲音震碎玻璃杯的實驗一一利用揚聲器發出聲音頻率和燒杯的固有頻率相同或接近燒杯震碎，演示物理教學中學生難以理解的共振現象；該儀器由音頻信號源、音頻放大器、揚聲器組合一塊，操作簡單、使用方便，演示直觀驚人，創新和改進了中學共振教學演示教學儀器。
[0006]本發明的技術解決方案是:
一種新型共振教學演示器，是一種物理現象演示實驗儀器，包括一木質底座，木質底座上設置一平臺和固定的支架1、放置的支架2，平臺上放置依次連接的音頻信號源、音頻放大器、揚聲器，支架2上放置玻璃杯；揚聲器的發聲口對住玻璃杯的上部，當音頻信號源發出音頻信號通過放大器后，揚聲器發出聲響，其聲響(頻率)等于玻璃杯的固有頻率時，其玻璃杯產生共振(震碎)。
[0007]優選的，一種新型共振教學演示器所述，一平臺和木質底座固定連接且固定的高度，支架(4)是高度可變可更換的。
[0008]優選地，一種新型共振教學演示器所述:低頻信號源采用DF1631數字信號源。
[0009]優選地，一種新型共振教學演示器所述:功放機采用兩只LM1875功放集成管組成、使用40 W電源變壓器、四只二極管橋式整流、兩只4700 μ F/50 V電解電容濾波組成正負26電源使功放機工作，功放機能輸出30W不失真功率。
[0010]較優選地，一種新型共振教學演不器所述:揚聲器為25W8 Ω號筒式揚聲器。
[0011]較選地，一種新型共振教學演示器所述:底座為50X30X2cm高壓木質材料做成。
[0012]優選地，一種新型共振教學演示器所述:支架I采用寬3cm的鍍鋅鐵皮做成八字形的，一端固定在底座上一端固定高音揚聲器。
[0013]更優選地，支架2采用優質泡沫做成長方體形狀，高度為18cm和16cm，玻璃杯為250ml、500 ml 的燒杯。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發明一種新型共振教學演示器結構示意圖。
[0015]圖1標記:1_木質底座，2-木質平臺，3-支架I，4-支架2，5-音頻信號源，6_音頻放大器，7-揚聲器，8-玻璃杯。
[0016]]
【具體實施方式】
參見圖1 一種新型共振教學演示器，包括一木質底座(1)，其特征在于木質底座(I)上設置一平臺(2)和固定的支架(3)、放置的支架(4)，支架(3)上固連接揚聲器(7)，支架4上放置玻璃杯(8)，還包括平臺(2)上放置依次電連接的音頻信號源(5)、音頻放大器(6)、揚聲器(7)，揚聲器(7)的發聲口和玻璃杯(8)相距5mm且對住玻璃杯(8)的上部。
[0017]木質底座(I)選用厚度為2cm的55X30cm的長方形高壓成品木質板，平臺(2)選用木質做成固定于底座左側，支架(3)采用寬3cm的鍍鋅鐵皮做成，一端固定在底座上一端固定揚聲器；支架(4)采用優質泡沫做成長方體形狀，高度為18cm和16cm，玻璃杯選用250 ml,500 ml燒杯，低頻信號源采用DF1631數字信號源，功放機采用兩塊LM1875功放集成塊組成、使用40 W電源變壓器、四只1N4001 二極管橋式整流、兩只4700 yF/50 V電解電容濾波組成正負26V電源使功放塊工作，組裝的功放機能輸出30W不失真功率；揚聲器為25W8 Ω號筒式。
[0018]工作原理:該實驗把音頻信號源、音頻放大器放在同一平臺上，音頻放大器輸出端連接揚聲器，學生可看見儀器的連接和工作過程，演示直觀，粗調音頻信號源的頻率信號通過音頻放大器揚聲器可以發出不同的聲響，當頻率低時揚聲器發出轟轟沉悶的聲音，頻率高時揚聲器發出清亮還可刺耳的聲響；這樣的聲響不同是物體每秒的震動頻率不同產生的原因，在演示中音頻信號源代替了物體的震動產生聲響。
[0019]任何物體都有它的固有頻率，當外界的震動頻率接近和等于其物體的固有頻率時即發生一同震動一一共振；250ml、500ml的玻璃杯固有頻率在800—1200赫茲，音頻信號源的頻段開關撥至800— 1200赫茲范圍，在此慢慢的調節頻率旋鈕，輸出的音頻信號通過音頻放大器放大，發聲的聲響作為外界激勵，使燒杯作受迫振動，當音頻信號源的頻率調到一定值時揚聲器的聲響，接近或等于玻璃杯的固有頻率使玻璃杯震動破碎，從而實現共振現象。在進行該實驗的時候，首先通過調節音頻信號源的頻率通過揚聲器的聲音，使燒杯的振幅達到最大。再通過調節功放機的功率是揚聲器發出的聲音功率增大，而使燒杯突然破裂，實驗表明當揚聲器的頻率接近和等于燒杯的固有頻率時，共振才會發生。
[0020]工作中，把250ml或500ml燒杯放在支架(4)上，調整支架(4)使燒杯的三分之二處與揚聲器的筒口位于同一水平線上，并用雙面膠把燒杯和支架(4)粘緊。打開音頻信號源和音頻放大器的電源開關，順時針旋轉音頻放大器音量調節器使揚聲器發出一定的音頻聲響，可把音頻放大器輸出功率調節小一些，配合調節音頻信號源的調節器使音頻信號源的頻率接近和等于燒杯的固有頻率，觀察燒杯有輕微的震動，在調節功放機的電位器增大揚聲器的輸出功率，玻璃杯即可震碎。
[0021]當然，對于不同品牌燒杯它的固有頻率是不相同的，即是同一型號同一容量的燒杯固有頻率也是不相同的，但都在800—1200赫茲范圍之內，只要細心調節都能震碎。
[0022]本發明根據共振原理做了聲音震碎玻璃杯的實驗一一利用揚聲器發出聲音頻率和燒杯的固有頻率相同或接近燒杯震碎，演示物理教學中學生難以理解的共振現象；該儀器由音頻信號源、音頻放大器、揚聲器組合一塊，操作簡單、使用方便，演示直觀而富有趣味性，使其印象深刻，達到了應有的教學目的和效果。
【主權項】
1.一種新型共振教學演示器，包括一木質底座(I )，其特征在于木質底座(I)上設置一平臺(2)和固定的支架(3)、放置的支架(4)，支架(3)上固連接揚聲器(7)，支架4上放置玻璃杯(8)，還包括平臺(2)上放置依次電連接的音頻信號源(5)、音頻放大器(6)、揚聲器(7)，揚聲器(7)的發聲口和玻璃杯(8)相距5mm且對住玻璃杯(8)的上部。2.根據權利要求1所述一種新型共振教學演示器，其特征在于:平臺(2)和木質底座(O固定連接且固定的高度，支架(4)是高度可變可更換。3.根據權利要求1所述一種新型共振教學演示器，其特征在于:所述音頻信號源(5)采用DF1631數字信號發生器。4.根據權利要求1所述一種新型共振教學演示器，其特征在于:所述音頻放大器(6)采用兩只LM1875功放集成塊組成、使用40 W電源變壓器、四只1N4001 二極管橋式整流、兩只4700UF/50 V電解電容濾波組成正負26V電源使功放塊工作，功放機能輸出30W不失真功率。5.根據權利要求1所述一種新型共振教學演示器，其特征在于:所述揚聲器(7)為25W8 Ω號筒式揚聲器。6.根據權利要求1或2所述一種新型共振教學演示器，其特征在于:支架2采用優質泡沫做成長方體方體形狀，高度為18cm和16cm,玻璃杯為250ml、500 ml的燒杯。
【專利摘要】一種新型共振教學演示器，是一種物理現象演示實驗儀器，包括一木質底座，木質底座上設置一平臺和固定的支架1、放置的支架2，平臺上放置依次連接的音頻信號源、音頻放大器、揚聲器，支架2上放置玻璃杯；揚聲器的發聲口對住玻璃杯的上部，當音頻信號源發出音頻信號通過放大器后，揚聲器發出聲響，其聲響（頻率）等于玻璃杯的固有頻率時，其玻璃杯產生共振（震碎）；本發明填補了中學實驗室到目前沒有直觀的演示共振現象的儀器空白，直觀而富有趣味性，有效地為中學生演示共振現象，使其印象深刻，達到教學目的和效果，并且操作簡單、使用方便。
【IPC分類】G09B23/06
【公開號】CN105160967
【申請號】CN201510637623
【發明人】劉長玲
【申請人】劉長玲
【公開日】2015年12月16日
【申請日】2015年10月7日