共振與駐波兩用演示器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種共振與駐波兩用演示器，包括發(fā)生器、機(jī)械振動(dòng)片和駐波演示輔助裝置，發(fā)生器包括正弦波信號(hào)發(fā)生器和機(jī)械振動(dòng)發(fā)生器，正弦波信號(hào)發(fā)生器上設(shè)置電源開關(guān)、頻率調(diào)節(jié)旋鈕和幅度調(diào)節(jié)旋鈕，正弦波信號(hào)發(fā)生器還包括信號(hào)放大電路，信號(hào)放大電路輸入端電性連接頻率調(diào)節(jié)旋鈕和幅度調(diào)節(jié)旋鈕，信號(hào)放大電路輸出端電性連接機(jī)械振動(dòng)發(fā)生器，機(jī)械振動(dòng)發(fā)生器包括其中心處設(shè)置的固定桿。通過設(shè)置頻率、幅度可調(diào)的正弦波信號(hào)發(fā)生器，可使可更改的電信號(hào)連接到機(jī)械振動(dòng)發(fā)生器上，產(chǎn)生不同的正弦機(jī)械振動(dòng)，且依次通過機(jī)械振動(dòng)發(fā)生器上設(shè)置的不同固定頻率的振動(dòng)片表現(xiàn)出來，以及在駐波演示輔助裝置的軟繩上觀察到不同數(shù)量波腹和波節(jié)的駐波現(xiàn)象。
【專利說明】共振與駐波兩用演示器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及物理學(xué)機(jī)械波動(dòng)理論演示實(shí)驗(yàn)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種共振與駐波兩用演示器。
【背景技術(shù)】
[0002]在中學(xué)物理教學(xué)中，機(jī)械振動(dòng)中的共振和繩波的駐波一直是重點(diǎn)和難點(diǎn)，在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)中，驅(qū)動(dòng)力的頻率和幅度是不可調(diào)節(jié)的，使得實(shí)驗(yàn)演示過程中的現(xiàn)象不夠理想，實(shí)驗(yàn)過程比較乏味，從而使實(shí)驗(yàn)展示受到限制。例如在以前做機(jī)械振動(dòng)的共振實(shí)驗(yàn)時(shí)，是利用共振擺實(shí)驗(yàn)裝置來演示，當(dāng)兩個(gè)白球的固有振動(dòng)頻率一致時(shí)，該兩擺球之間產(chǎn)生共振現(xiàn)象，但是由于驅(qū)動(dòng)力的頻率和幅度不可調(diào)節(jié)，致使白球擺動(dòng)不明顯，無法根據(jù)現(xiàn)象準(zhǔn)確的理解共振現(xiàn)象；在做軟繩的駐波實(shí)驗(yàn)時(shí)，傳統(tǒng)的方法是采用打點(diǎn)計(jì)數(shù)器組裝一個(gè)駐波裝置，來演示駐波現(xiàn)象，但是這個(gè)裝置有兩個(gè)缺點(diǎn)，第一.振動(dòng)幅度比較小，產(chǎn)生的駐波不能遠(yuǎn)距離觀察，第二.頻率單一，只能觀察50HZ的駐波現(xiàn)象，以上兩個(gè)缺點(diǎn)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)者在觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象時(shí)，無法準(zhǔn)確、直觀的觀察，從而很難形象的理解駐波現(xiàn)象。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于解決以上問題，提供一種共振與駐波兩用演示器，其能利用驅(qū)動(dòng)力可調(diào)節(jié)的頻率和幅度，形象的演示機(jī)械共振現(xiàn)象，以及在軟繩上觀察到不同數(shù)量的波腹和波節(jié)的駐波現(xiàn)象，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)者對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解以及提高實(shí)驗(yàn)者的實(shí)驗(yàn)興趣。
[0004]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
[0005]一種共振與駐波兩用演示器，包括發(fā)生器、機(jī)械振動(dòng)片和駐波演示輔助裝置，所述發(fā)生器包括正弦波信號(hào)發(fā)生器和機(jī)械振動(dòng)發(fā)生器，所述正弦波信號(hào)發(fā)生器機(jī)殼上設(shè)置電源開關(guān)、頻率調(diào)節(jié)旋鈕和幅度調(diào)節(jié)旋鈕，所述正弦波信號(hào)發(fā)生器還包括信號(hào)放大電路，所述信號(hào)放大電路輸入端電性連接頻率調(diào)節(jié)旋鈕和幅度調(diào)節(jié)旋鈕，所述信號(hào)放大電路輸出端電性連接機(jī)械振動(dòng)發(fā)生器，所述機(jī)械振動(dòng)發(fā)生器包括其中心處設(shè)置的固定桿。
[0006]所述固定桿上設(shè)置有螺紋，且所述固定桿頂部設(shè)置兩個(gè)用于支撐機(jī)械振動(dòng)片或軟繩的支撐螺母a。
[0007]所述機(jī)械振動(dòng)片通過上下設(shè)置的兩個(gè)支撐螺母a固定在固定桿的頂部，所述機(jī)械振動(dòng)片包括相互垂直設(shè)置的振動(dòng)片a、振動(dòng)片b、振動(dòng)片c和振動(dòng)片d,且所述振動(dòng)片a、振動(dòng)片b、振動(dòng)片c和振動(dòng)片d的固有頻率各不相同。
[0008]所述駐波演示輔助裝置包括支架，所述支架上設(shè)置螺紋，且所述支架上部設(shè)置兩個(gè)支撐螺母b，所述兩個(gè)支撐螺母b之間設(shè)置用于支撐軟繩的橫桿，所述駐波演示輔助裝置通過軟繩與機(jī)械振動(dòng)發(fā)生器連接。
[0009]所述駐波演示輔助裝置包括軟繩，所述軟繩的一端連接固定桿，另一端設(shè)置鉤碼并連接在橫桿上。
[0010]本發(fā)明的有益效果為:通過設(shè)置頻率、幅度可調(diào)的正弦波信號(hào)發(fā)生器，可以使可更改的電信號(hào)連接到機(jī)械振動(dòng)發(fā)生器上，從而產(chǎn)生不同的正弦機(jī)械振動(dòng)，且依次通過機(jī)械振動(dòng)發(fā)生器上設(shè)置的不同固定頻率的振動(dòng)片表現(xiàn)出來，以及在駐波演示輔助裝置的軟繩上觀察到不同數(shù)量波腹和波節(jié)的駐波現(xiàn)象，對(duì)比現(xiàn)有技術(shù)，此裝置能利用驅(qū)動(dòng)力可調(diào)節(jié)的頻率和幅度，形象的演示機(jī)械共振現(xiàn)象，以及在軟繩上觀察到不同數(shù)量的波腹和波節(jié)的駐波現(xiàn)象，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)者對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解以及提高實(shí)驗(yàn)者的實(shí)驗(yàn)興趣。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]下面根據(jù)附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0012]圖1為本發(fā)明所述的共振與駐波兩用演示器的共振演示的示意圖；
[0013]圖2為本發(fā)明所述的共振與駐波兩用演示器的駐波演示的示意圖。
[0014]圖中:
[0015]1、發(fā)生器；11、正弦波信號(hào)發(fā)生器；111、電源開關(guān)；112、頻率調(diào)節(jié)旋鈕；113、幅度調(diào)節(jié)旋鈕；12、機(jī)械振動(dòng)發(fā)生器；121、固定桿；122、支撐螺母a;2、機(jī)械振動(dòng)片；21、振動(dòng)片a ;22、振動(dòng)片b ;23、振動(dòng)片c ;24、振動(dòng)片d ;3、駐波演示輔助裝置；31、軟繩；32、支架；33、橫桿；34、支撐螺母b;35、鉤碼。
【具體實(shí)施方式】
[0016]如圖1?2所示實(shí)施例中，本發(fā)明所述的共振與駐波兩用演示器，包括發(fā)生器1、機(jī)械振動(dòng)片2和駐波演示輔助裝置3，發(fā)生器I包括正弦波信號(hào)發(fā)生器11和機(jī)械振動(dòng)發(fā)生器12，正弦波信號(hào)發(fā)生器11機(jī)殼上設(shè)置電源開關(guān)111、頻率調(diào)節(jié)旋鈕112和幅度調(diào)節(jié)旋鈕113，正弦波信號(hào)發(fā)生器11還包括信號(hào)放大電路，信號(hào)放大電路輸入端電性連接頻率調(diào)節(jié)旋鈕112和幅度調(diào)節(jié)旋鈕113，信號(hào)放大電路輸出端電性連接機(jī)械振動(dòng)發(fā)生器12，機(jī)械振動(dòng)發(fā)生器12包括其中心處設(shè)置的固定桿121，固定桿121上設(shè)置有螺紋，且固定桿121頂部設(shè)置兩個(gè)用于支撐機(jī)械振動(dòng)片2或軟繩31的支撐螺母al22。
[0017]當(dāng)進(jìn)行共振實(shí)驗(yàn)時(shí)，兩個(gè)支撐螺母al22之間設(shè)置機(jī)械振動(dòng)片2，機(jī)械振動(dòng)片2包括相互垂直設(shè)置的振動(dòng)片a21、振動(dòng)片b22、振動(dòng)片c23和振動(dòng)片d24,其中振動(dòng)片a21的頻率為19HZ，振動(dòng)片b22的頻率為23HZ，振動(dòng)片c23的頻率為34HZ，振動(dòng)片d24的頻率為45HZ。
[0018]當(dāng)進(jìn)行駐波實(shí)驗(yàn)時(shí)，在發(fā)生器I的一側(cè)設(shè)置駐波演示輔助裝置3，駐波演示輔助裝置3包括支架32，支架32上設(shè)置螺紋，且支架32上部設(shè)置兩個(gè)支撐螺母b34，兩個(gè)支撐螺母b34之間設(shè)置用于支撐軟繩31的橫桿33，軟繩31的一端連接在發(fā)生器I的固定桿13上，另一端設(shè)置鉤碼35并連接在橫桿33上。
[0019]共振實(shí)驗(yàn)開始前，先將機(jī)械振動(dòng)片2安裝到機(jī)械振動(dòng)發(fā)生器12中間的固定桿121頂部，振動(dòng)片a21、振動(dòng)片b22、振動(dòng)片c23和振動(dòng)片d24之間按90°安裝，將電源插頭插到交流220伏電源上，打開電源開關(guān)111，通過緩慢調(diào)節(jié)頻率調(diào)節(jié)旋鈕112，使正弦波信號(hào)發(fā)生器11產(chǎn)生的信號(hào)緩慢的改變，從而使機(jī)械振動(dòng)發(fā)生器12產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力頻率產(chǎn)生緩慢變化，同時(shí)經(jīng)過正弦波信號(hào)發(fā)生器11內(nèi)部的信號(hào)放大電路將信號(hào)放大，然后通過信號(hào)放大電路的輸出端將放大后的信號(hào)傳到固定桿121頂部的機(jī)械振動(dòng)片2上，當(dāng)驅(qū)動(dòng)力頻率和某一片機(jī)械振動(dòng)片2固有頻率一致時(shí)，該機(jī)械振動(dòng)片2就會(huì)產(chǎn)生很大振幅的振動(dòng)，產(chǎn)生共振現(xiàn)象，同時(shí)其他固有頻率不同的機(jī)械振動(dòng)片2則會(huì)保持在比較安靜的狀態(tài)，通過將頻率調(diào)整旋鈕112的頻率值分別調(diào)到19HZ，23HZ, 34HZ以及45HZ時(shí)，振動(dòng)片a21、振動(dòng)片b22、振動(dòng)片c23和振動(dòng)片d24會(huì)依次產(chǎn)生較大振幅的振動(dòng)，產(chǎn)生共振現(xiàn)象，且通過調(diào)節(jié)幅度調(diào)節(jié)旋鈕113，可以調(diào)節(jié)機(jī)械振動(dòng)片2的振幅，避免因振幅過大，造成設(shè)備損壞，實(shí)驗(yàn)完畢后，先將頻率調(diào)節(jié)旋鈕112調(diào)到最小值，幅度調(diào)節(jié)旋鈕113也調(diào)到最小值，再按下電源開關(guān)關(guān)閉內(nèi)部電源，最后拔掉電源插頭。
[0020]駐波實(shí)驗(yàn)開始前，先將機(jī)械振動(dòng)片2從機(jī)械振動(dòng)發(fā)生器12中間的固定桿121頂部拆卸下來，然后將輕質(zhì)軟繩31的一端固定到機(jī)械振動(dòng)發(fā)生器12中間的固定桿121頂部，且位于兩個(gè)支撐螺母al22中間，另一端掛上鉤碼35后再掛到橫桿33上，調(diào)節(jié)支架32上的兩個(gè)支撐螺母b34，從而帶動(dòng)橫桿33上下移動(dòng)，使軟繩31保持水平，在保持軟繩31的張緊程度不變的條件下，將電源插頭插到交流220伏電源上，打開電源開關(guān)111，通過緩慢調(diào)節(jié)頻率調(diào)節(jié)旋鈕112，使正弦波信號(hào)發(fā)生器11產(chǎn)生的信號(hào)緩慢的改變，從而使機(jī)械振動(dòng)發(fā)生器12產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力頻率產(chǎn)生緩慢變化，同時(shí)經(jīng)過正弦波信號(hào)發(fā)生器11內(nèi)部的信號(hào)放大電路將信號(hào)放大，然后通過信號(hào)放大電路的輸出端將放大后的信號(hào)傳到固定桿121上連接的軟繩31上，當(dāng)軟繩31的繩長接近1/2波長的整數(shù)倍時(shí)，就能夠在軟繩31上觀察到穩(wěn)定的繩波駐波現(xiàn)象，且通過連續(xù)調(diào)節(jié)頻率調(diào)節(jié)旋鈕112，可以在軟繩31上觀察到不同數(shù)量波腹和波節(jié)的駐波現(xiàn)象，同時(shí)可以旋轉(zhuǎn)振幅調(diào)節(jié)旋鈕113，避免因振幅過大，造成設(shè)備損壞，實(shí)驗(yàn)完畢后，先將頻率調(diào)節(jié)旋鈕112調(diào)到最小值，幅度調(diào)節(jié)旋鈕113也調(diào)到最小值，再按下電源開關(guān)關(guān)閉內(nèi)部電源，最后拔掉電源插頭，完成實(shí)驗(yàn)。
[0021]以上結(jié)合具體實(shí)施例描述了本發(fā)明的技術(shù)原理。這些描述只是為了解釋本發(fā)明的原理，而不能以任何方式解釋為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制?；诖颂幍慕忉?，本領(lǐng)域的技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性的勞動(dòng)即可聯(lián)想到本發(fā)明的其它【具體實(shí)施方式】，這些方式都將落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種共振與駐波兩用演示器，其特征在于，包括發(fā)生器、機(jī)械振動(dòng)片和駐波演示輔助裝置，所述發(fā)生器包括正弦波信號(hào)發(fā)生器和機(jī)械振動(dòng)發(fā)生器，所述正弦波信號(hào)發(fā)生器機(jī)殼上設(shè)置電源開關(guān)、頻率調(diào)節(jié)旋鈕和幅度調(diào)節(jié)旋鈕，所述正弦波信號(hào)發(fā)生器還包括信號(hào)放大電路，所述信號(hào)放大電路輸入端電性連接頻率調(diào)節(jié)旋鈕和幅度調(diào)節(jié)旋鈕，所述信號(hào)放大電路輸出端電性連接機(jī)械振動(dòng)發(fā)生器，所述機(jī)械振動(dòng)發(fā)生器包括其中心處設(shè)置的固定桿。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的共振與駐波兩用演示器，其特征在于，所述固定桿上設(shè)置有螺紋，且所述固定桿頂部設(shè)置兩個(gè)用于支撐機(jī)械振動(dòng)片或軟繩的支撐螺母a。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的共振與駐波兩用演示器，其特征在于，所述機(jī)械振動(dòng)片通過上下設(shè)置的兩個(gè)支撐螺母a固定在固定桿的頂部，所述機(jī)械振動(dòng)片包括相互垂直設(shè)置的振動(dòng)片a、振動(dòng)片b、振動(dòng)片c和振動(dòng)片d,且所述振動(dòng)片a、振動(dòng)片b、振動(dòng)片c和振動(dòng)片d的固有頻率各不相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的共振與駐波兩用演示器，其特征在于，所述駐波演示輔助裝置包括支架，所述支架上設(shè)置螺紋，且所述支架上部設(shè)置兩個(gè)支撐螺母b，所述兩個(gè)支撐螺母b之間設(shè)置用于支撐軟繩的橫桿，所述駐波演示輔助裝置通過軟繩與機(jī)械振動(dòng)發(fā)生器連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的共振與駐波兩用演示器，其特征在于，所述駐波演示輔助裝置包括軟繩，所述軟繩的一端連接固定桿，另一端設(shè)置鉤碼并連接在橫桿上。
【文檔編號(hào)】G09B23/10GK103810923SQ201210439019
【公開日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2012年11月3日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月3日
【發(fā)明者】楊懿, 鄧一波, 蔣建明 申請(qǐng)人:江蘇省天一中學(xué)