專利名稱：激光李薩如圖形演示儀的制作方法
技術領域：
本儀器是一種供教學用的演示儀器，具體為激光李薩如圖形演示儀本儀器是通過兩個垂直放置振動條振動，振動合成后的波形通過激光投射在遠處屏上供許多人觀看。本儀器在國內首創(chuàng)，還沒有看到國外同類型產品。2002年獲全國高校物理儀器演示儀器評比一等獎。
本儀器主要有功率源、振動合成器、放大器這三個部分組成。
儀器面板圖如


圖1(面板向上)，面板的左上方放置兩個相互垂直放置的振動裝置組成一個振動器。振動器中的振動裝置有線圈、上、下兩磁極片、振動條組成。振動條從線圈中間穿過，并且位于上、下兩個磁極片之間，振動條一端粘有反射鏡。激光器在它的右測，面朝振動條。面板的下方依次為X-Y頻率/幅度校正電位器，X與Y頻率比選擇開關。產生正弦波電壓信號的功率源和放大器可放在面板的下面的儀器箱內。如用蓋子蓋住，則可方便拎到教室在課堂上演示。
本實用新型的頻率、振幅比均成整數(shù)比，并且均有可調節(jié)電位器1∶1X頻率調節(jié)電位器，1∶2X頻率調節(jié)電位器，2∶3X頻率調節(jié)電位器，3∶4X頻率調節(jié)電位器；1∶1X振幅調節(jié)器，1∶2X振幅調節(jié)器，2∶3X振幅調節(jié)器，3∶4X振幅調節(jié)器等。
本實用新型的X、Y振動器、激光器均在演示儀的面板上，使演示更直觀，效果更好。
本實用新型的頻率、振幅調節(jié)電位器及其它電源等開關也均在演示儀的面板上，使演示操作更為方便。
本實用新型演示儀是如面板大小的箱型儀器，箱內是功率源、放大器等電路結構，便于攜帶。
當線圈通有正弦波信號電流時，線圈產生磁場使振動條磁化。由于電流是交變的，所以振動條的端點極性不斷變化，又由于振動條處在永久磁鋼的上、下兩個磁極片之間(上、下磁極片分別為N極與S極)。所以振動條一端不斷與上、下磁極片吸引、排斥，形成受迫振動。振動條端點上粘有鏡子，當激光照在振動條X的鏡子上經(jīng)反射后又照在振動條Y的鏡子上后照在遠處屏上，則屏上光點的振動就是振動條X的振動與振動條Y的振動的合振動。由于光杠桿的作用，合振動的振幅被放大。如振動條X與振動條Y相互垂直放置，兩振動頻率成整數(shù)比，則可演示李薩如圖形。
演示二維同頻振動合成李薩如圖形激光演示儀平放在桌上，激光照射在遠處屏上，“X∶Y轉換開關”選擇在“1∶1”上。打開X方向振動開關，演示X方向振動；關閉X方向振動開關，打開Y方向振動開關，演示Y方向振動；最后同時打開X，Y方向振動開關，演示兩個相互垂直方向的簡諧振動合成。
演示二維不同頻，但兩者的頻率成整數(shù)比的振動合成，“X∶Y轉換開關”分別選擇在“1∶2”、“2∶3”、“3∶4”上，演示李薩如圖形，如要使圖象穩(wěn)定(相位差趨向定值)，可調節(jié)Y頻率微調旋鈕。
本實用新型儀器結構簡單，成本低廉，學生普物演示，可供許多人觀看，適于教學演示，演示直觀，效果良好。是一種具有廣泛應用前景的教學實驗儀。
圖2是本實用新型演示儀振動器結構示意圖。
圖3是本實用新型演示儀兩組振動器中振動條X、Y相對位置圖。
圖4是本實用新型演示儀電路方框圖。
圖5是本實用新型實施例功放、振蕩電路圖。
圖6是本實用新型實施例激光控制電路圖。
圖7是本實用新型實施例儀器線路總圖。
上述圖中1是X-振動器，2是Y-振動器，3是激光器，4是電源指示，5是電源插座，6是電源開關，7是X振動開關，8是Y振動開關，9是1∶1X頻率調節(jié)電位器，10是1∶2X頻率調節(jié)電位器，11是2∶3X頻率調節(jié)電位器，12是3∶4X頻率調節(jié)電位器，13是1∶1X振幅調節(jié)電位器，14是1∶2X振幅調節(jié)電位器，15是2∶3X振幅調節(jié)電位器，16是3∶4X振幅調節(jié)電位器，17是X∶Y頻率比選擇開關，18是Y頻率微調電位器，19是Y振幅調節(jié)電位器，20是激光器插座，21是線圈，22是磁鐵，23是反射鏡，24是上、下兩個磁極片，25是振動條，26是固定螺絲，27是固定架，28是底座，29是穩(wěn)壓電源，30、31分別是X、Y方向振動電壓信號發(fā)生器，32是比例變換開關，33是激光器插座。
具體實施方式
如圖2振動器X構造示意圖。振動條一端固定在固定架上，另一端貼上反射鏡，線圈用直經(jīng)為0.35毫米的漆包線繞1000圈左右。上、下兩個磁極片一端與磁鐵相吸，另一端懸空。振動器Y與振動器X結構相同。把振動條X平放，振動條Y垂放，如圖3所示。儀器電路圖如圖4、5、6，該電路本領域技術人員均能方便實施。
權利要求1.一種激光李薩如圖形演示儀，由振動器、功率源和放大器組成，其特征是振動器是X、Y兩組，每組的振動條(25)穿過線圈(21)中間，并且位于永久磁鋼(22)的上、下兩個磁極片(24)之間，振動條一端是反射鏡(23)，激光器(3)在X組振動器一側并面朝振動條，兩組振動器的振動條位置是X、Y相互垂直，產生正弦波電壓信號的功率源聯(lián)振動器的線圈，同時聯(lián)頻率調節(jié)與振幅調節(jié)放大器。
2.根據(jù)權利要求1所述的激光李薩如圖形演示儀，其特征是頻率、振幅調節(jié)是整數(shù)比。
3.根據(jù)權利要求1所述的激光李薩如圖形演示儀，其特征是振動器、激光器在演示儀的面板上。
4.根據(jù)權利要求1所述的激光李薩如圖形演示儀，其特征是頻率、振幅調節(jié)電位器、開關在演示儀的面板上。
5.根據(jù)權利要求1所述的激光李薩如圖形演示儀，其特征是功率源、放大器在演示儀面板的箱內。
專利摘要本實用新型是一種激光李薩如圖形演示儀，是普通物理教學演示實驗儀?，F(xiàn)有技術的該類實驗儀演示李薩如圖形都是用電振蕩信號合成，而用機械振動儀演示的屏幕小、操作復雜。本實用新型運用X、Y兩組方向的振動器和激光器組成演示儀。兩組振動器均是通過振動條在線圈中間穿過，且又處在兩個磁極片之間，當線圈通有正弦波電流時形成振動，激光照射在振動條X一端的反射鏡上經(jīng)反射又到達振動條Y一端的反射鏡形成合振動。調節(jié)兩振動頻率成整數(shù)比，則演示了李薩如圖形。
文檔編號G09B23/06GK2598068SQ0322865
公開日2004年1月7日 申請日期2003年1月30日 優(yōu)先權日2003年1月30日
發(fā)明者童培雄, 趙在忠, 孫玉龍 申請人:復旦大學