專利名稱：新型駐波演示儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于教學(xué)儀器領(lǐng)域，具體涉及一種新型駐波演示儀。
背景技術(shù)：
機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播就是機(jī)械波。兩個(gè)振動(dòng)方向相同、頻率相同、相差恒定的相向傳播的兩列波疊加，會(huì)形成一種特殊的干涉現(xiàn)象一駐波。在講駐波時(shí)，如果不配合相應(yīng)的演示實(shí)驗(yàn)，是很難講清楚的。目前所使用的駐波演示儀的介質(zhì)有空氣介質(zhì)，水介質(zhì)，彈性繩，彈簧等；使用的振源有音叉，揚(yáng)聲器，振動(dòng)器，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器等。但這些駐波演示儀要么只能演示橫駐波，要么只能演示縱駐波，功能都比較單一，所形成的駐波頻率不受控制且不能人工隨意調(diào)整。因此，有必要研制一種既能演示橫駐波又能演示縱駐波且駐波頻率可以人工調(diào)整的新型駐波演示儀。在物理教學(xué)中講述簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，為了形象直觀、便于理解，曾引入旋轉(zhuǎn)矢量法。旋轉(zhuǎn)矢量法表明圓周運(yùn)動(dòng)與簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)有密切的聯(lián)系，圓周運(yùn)動(dòng)在某一方向的投影就是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。因此，可以從圓周運(yùn)動(dòng)中獲取簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，作為駐波演示儀的波源。以此為波源的新型駐波演示儀，不僅能夠演示橫駐波和縱駐波，還能形象演示圓周運(yùn)動(dòng)與簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，特別適用于課堂演示。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種既能演示橫駐波，又能演示縱駐波，還能演示圓周運(yùn)動(dòng)與簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)關(guān)系并且能夠調(diào)整駐波頻率的新型駐波演示儀。為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案一種新型駐波演示儀，其特征在于具有機(jī)架，機(jī)架上固定有由直流電機(jī)，直流電機(jī)的輸出軸上安裝有圓盤(pán)，圓盤(pán)上設(shè)有短軸，T形卡套懸掛在所述短軸上，所述T形卡套在導(dǎo)套的約束下可上下運(yùn)動(dòng)，T形卡套的下端有一個(gè)小孔，形成駐波的振動(dòng)體的一端固定在所述小孔上，另一端懸掛重物。所述形成駐波的振動(dòng)體為弦線，弦線一端固定在T形卡套下端的小孔上，另一端跨過(guò)定滑輪后懸掛重物。所述形成駐波的振動(dòng)體為密波彈簧；密波彈簧一端固定在T形卡套下端的小孔上，另一端自然下垂并懸掛重物使其固定。所述密波彈簧，其金屬絲的直徑為1mm，彈簧直徑40mm，螺距5mm，原長(zhǎng)200mm。所述直流電機(jī)輸入電壓可以在6V — 8V之間調(diào)節(jié)。本發(fā)明所述的新型駐波演示儀，從圓周運(yùn)動(dòng)中獲取簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，作為駐波演示儀的波源。以此為波源的新型駐波演示儀，既可以演示橫駐波，又可以演示縱駐波，還能演示圓周運(yùn)動(dòng)與簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，特別適用于課堂演示。在演示過(guò)程中可以通過(guò)調(diào)整直流電機(jī)的輸入電壓，產(chǎn)生不同頻率的駐波。和目前使用的駐波演示教具相比，具有功能多、體積小、造價(jià)低、安全可靠、攜帶方便等優(yōu)點(diǎn)。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。圖1為新型駐波演示儀的主視圖。圖2為新型駐波演示儀的左視圖。圖3為新型駐波演示儀進(jìn)行橫駐波演示的示意圖。圖4為新型駐波演示儀進(jìn)行縱駐波演示的示意圖。
具體實(shí)施例方式如圖1、圖2、圖3、圖4所示，一種新型駐波演示儀，包括機(jī)架1、固定在機(jī)架1上的由直流電機(jī)6，直流電機(jī)的輸出軸上安裝有圓盤(pán)2，圓盤(pán)2上設(shè)有圓柱形短軸3，T形卡套4 懸掛在圓柱形短軸3上，所述T形卡套4由固定在機(jī)架1上的導(dǎo)套5約束，可上下運(yùn)動(dòng)，T 形卡套4的下端有一個(gè)小孔7，形成駐波的振動(dòng)體的一端固定在所述小孔7上，另一端懸掛重物。在演示橫波時(shí)，振動(dòng)體采用弦線8 ；演示縱波時(shí)，振動(dòng)體采用密波彈簧11。演示橫波時(shí)，將弦線8的一端固定到T形卡套4末端的小孔7上，另一端跨過(guò)定滑輪9并懸掛重物10。接通直流電源，在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的直流電機(jī)6的帶動(dòng)下，圓柱形短軸3隨著圓盤(pán)2 —同轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)T形卡套4沿導(dǎo)套5運(yùn)動(dòng)，這時(shí)T形卡套4下端作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)弦線8 —起做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，在張緊的弦線中引起自左向右的橫波。該橫波到達(dá)滑輪9處被反射回來(lái)，形成自右向左的橫波。兩橫波相遇疊加，形成橫駐波。在演示過(guò)程中，可以通過(guò)在6V-8V之間調(diào)整直流電機(jī)6的輸入電壓或調(diào)整弦線8末端重物10的重量來(lái)改變橫波的頻率，以便演示不同頻率橫波所形成的橫駐波。演示縱波時(shí)，將密波彈簧11 一端固定在T形卡套4下端的小孔7上，另一端自然下垂并懸掛重物12使其固定。接通直流電源，在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的直流電機(jī)6的帶動(dòng)下，圓柱形短軸 3隨著圓盤(pán)2 —同轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)T形卡套4沿導(dǎo)套運(yùn)動(dòng)，這時(shí)T形卡套4下端作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)密波彈簧U —起做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，在密波彈簧U中引起自上向下的縱波。該縱波到達(dá)密波彈簧11下端固定處后被反射回來(lái)，形成自下向上的縱波，兩縱波相遇疊加，形成縱駐波。 在演示過(guò)程中，可以通過(guò)在6V-8V之間調(diào)整直流電機(jī)6的輸入電壓來(lái)改變縱波的頻率，以便演示不同頻率縱波所形成的縱駐波。為了取得比較好演示效果，密波彈簧11金屬絲的直徑為1mm，彈簧直徑40mm，螺距5mm，原長(zhǎng)200mm。
權(quán)利要求
1.一種新型駐波演示儀，其特征在于具有機(jī)架，機(jī)架上固定有由直流電機(jī)，直流電機(jī)的輸出軸上安裝有圓盤(pán)，圓盤(pán)上設(shè)有短軸，T形卡套懸掛在所述短軸上，所述T形在卡套的導(dǎo)套約束下可上下運(yùn)動(dòng)，T形卡套的下端有一個(gè)小孔，形成駐波的振動(dòng)體的一端固定在所述小孔上，另一端懸掛重物。
2.如權(quán)利要求1所述的新型駐波演示儀，其特征在于所述振動(dòng)體為弦線。
3.如權(quán)利要求1所述的新型駐波演示儀，其特征在于所述振動(dòng)體為密波彈簧。
4.如權(quán)利要求1所述的新型駐波演示儀，其特征在于所述直流電機(jī)輸入電壓可以在 6V — 8V之間調(diào)節(jié)。
5.如權(quán)利要求3所述的新型駐波演示儀，其特征在于所述密波彈簧金屬絲的直徑為 Imm,彈簧直徑40mm，螺距5mm，原長(zhǎng)200mm。
全文摘要
本發(fā)明屬于教學(xué)儀器領(lǐng)域，具體涉及一種新型駐波演示儀，其目的在于提供一種既能演示橫駐波，又能演示縱駐波，還能演示圓周運(yùn)動(dòng)與簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)關(guān)系并且能夠調(diào)整駐波頻率的新型駐波演示儀。本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案一種新型駐波演示儀，其中具有機(jī)架，機(jī)架上固定有由直流電機(jī)，直流電機(jī)的輸出軸上安裝有圓盤(pán)，圓盤(pán)上設(shè)有短軸，T形卡套懸掛在所述短軸上，所述T形卡套由導(dǎo)套約束可上下運(yùn)動(dòng)，T形卡套的下端有一個(gè)小孔，形成駐波的振動(dòng)體的一端固定在所述小孔上，另一端懸掛重物。和目前使用的駐波演示教具相比，具有功能多、體積小、造價(jià)低、安全可靠、攜帶方便等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G09B23/10GK102314787SQ20111025949
公開(kāi)日2012年1月11日 申請(qǐng)日期2011年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月5日
發(fā)明者丁淑娟, 張戈, 張燕, 王萍, 石明吉, 陳蘭莉 申請(qǐng)人:南陽(yáng)理工學(xué)院