專利名稱：電磁波的干涉、衍射和偏振演示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種課堂物理實驗演示器領(lǐng)域，尤其是涉及電磁波的干涉、衍射和偏振演示器。
背景技術(shù)：
電磁波的干涉、衍射和偏振演示器是為配合物理教材中電磁振蕩與電磁波的教學(xué)內(nèi)容設(shè)計生產(chǎn)的。該儀器可以演示電磁波的發(fā)送和接收，調(diào)制、電諧振、調(diào)諧及電磁波的波動特性。但是目前市場上的該類演示器采用整體設(shè)計，教師在組織實驗時其組裝操作不夠靈活，且顯示形式比較單一，難以同時進(jìn)行定性演示實驗和定量測試，演示電磁波特性的直觀性較弱。本實用新型為了克服上述缺陷，進(jìn)行了有益的改進(jìn)。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，提供了一種電磁波的干涉、 衍射和偏振演示器。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案一種電磁波的干涉、衍射和偏振演示器，其由發(fā)射器、接收器、振子接收器及附件組成，其特殊之處在于所述的發(fā)射器包括發(fā)射器面板、發(fā)射器機箱主體、發(fā)射器后蓋和發(fā)射天線，發(fā)射器后蓋和發(fā)射器機箱主體通過螺釘連接在一起，在發(fā)射器機箱內(nèi)設(shè)置有發(fā)射線路板、揚聲器和發(fā)射調(diào)諧盒，發(fā)射線路板上連接有隔離變壓器一，發(fā)射天線設(shè)置在發(fā)射器機箱的側(cè)面，且發(fā)射天線和發(fā)射調(diào)諧盒固定連接；所述的接收器包括接收器面板、接收器機箱主體、接收器后蓋和接收天線，接收器機箱主體和接收器后蓋通過螺釘連接，在接收器機箱內(nèi)設(shè)置有接收線路板、揚聲器和接收調(diào)諧盒，接收線路板上連接有隔離變壓器二，接收天線和發(fā)射天線相對設(shè)置，且接收天線和接收調(diào)諧盒固定連接；所述的振子接收器上設(shè)置有輸出插孔；同時，該演示器還包括大反射板、小反射板、石蠟棱鏡、木質(zhì)折射體和木質(zhì)吸收體；進(jìn)一步地，所述的發(fā)射器和接收器側(cè)面設(shè)有開口，開口內(nèi)嵌有220V安全插座，所述的發(fā)射器面板粘接在發(fā)射器機箱上，所述的接收器面板粘接在接收器機箱上，所述的發(fā)射器面板和接收器面板均為PVC不干膠面板，所述的發(fā)射器和接收器底部各設(shè)有四個橡膠底腳；進(jìn)一步地，所述的發(fā)射天線和接收天線均呈喇叭狀，以便更好的發(fā)送和接收信號；進(jìn)一步地，所述的發(fā)射器面板設(shè)置有儀器工作指示燈、電源開關(guān)、工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換開關(guān)、工作指示燈、揚聲器輸出插孔、差頻信號輸出插孔、外調(diào)信號插孔和儀器電源連接線插座；進(jìn)一步地，所述的接收器面板設(shè)置有儀器工作指示燈、電源開關(guān)、信號指示燈、揚聲器開關(guān)、揚聲器指示燈、放大器增益旋鈕、放大器輸入插孔、放大后信號輸出插孔和儀器電源連接線插座，其中信號指示燈由三十只發(fā)光二極管組成；進(jìn)一步地，所述的振子接收器頂端安裝有接收振子，中間固定有檢波二極管；同時還設(shè)置有固定振子的透明支柱和底座。本實用新型的有益效果電磁波的干涉、衍射、偏振演示器由體效應(yīng)管振蕩發(fā)射器、喇叭接收器、振子接收器及附件組成，在發(fā)射器和接收器安裝有揚聲器和指示燈，整套儀器采用組合形式，教師可以根據(jù)教學(xué)需要靈活地組織實驗。儀器采用聲、光、電表指示多種形式進(jìn)行顯示，演示現(xiàn)象直觀性強、明顯、生動、可見度大，能作定性演示實驗，也能作定量測試，適合中學(xué)生、中專及大專學(xué)校課堂演示及學(xué)生分組實驗使用。

圖1是本實用新型的一個實施例的結(jié)構(gòu)爆炸圖。附圖標(biāo)記1.發(fā)射器機箱主體；2.隔離變壓器一 ；3.橡膠底腳；4. 220V安全插座； 5.發(fā)射器后蓋；6.發(fā)射調(diào)諧盒；7.發(fā)射線路板；8.發(fā)射天線；9.振子接收器；10.發(fā)射器面板；11.隔離變壓器二 ； 12.放大器增益旋鈕；13.接收器面板；14.接收器機箱主體；15.接收線路板；16.接收調(diào)諧盒；17.接收天線；18.接收器后蓋。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖與實施例對本實用新型作進(jìn)一步的說明。本實用新型的實施例參考圖1所示，一種電磁波的干涉、衍射和偏振演示器，其由發(fā)射器、接收器、振子接收器9及附件組成，其特殊之處在于所述的發(fā)射器包括發(fā)射器面板10、發(fā)射器機箱主體1、發(fā)射器后蓋5和發(fā)射天線8，發(fā)射器后蓋5和發(fā)射器機箱主體1 通過螺釘連接在一起，在發(fā)射器機箱內(nèi)設(shè)置有發(fā)射線路板7、揚聲器和發(fā)射調(diào)諧盒6，發(fā)射線路板7上連接有隔離變壓器一 2，發(fā)射天線8設(shè)置在發(fā)射器機箱的側(cè)面，且發(fā)射天線8和發(fā)射調(diào)諧盒6固定連接；所述的接收器包括接收器面板10、接收器機箱主體14、接收器后蓋 18和接收天線，接收器機箱主體14和接收器后蓋18通過螺釘連接，在接收器機箱內(nèi)設(shè)置有接收線路板15、揚聲器和接收調(diào)諧盒16，接收線路板15上連接有隔離變壓器二 11，接收天線17和發(fā)射天線8相對設(shè)置，且接收天線17和接收調(diào)諧盒16固定連接；所述的振子接收器9上設(shè)置有輸出插孔；同時，該演示器還包括大反射板、小反射板、石蠟棱鏡、木質(zhì)折射體和木質(zhì)吸收體。所述的發(fā)射器和接收器側(cè)面設(shè)有開口，開口內(nèi)嵌有220V安全插座4，所述的發(fā)射器面板10粘接在發(fā)射器機箱上，所述的接收器面板13粘接在接收器機箱上，所述的發(fā)射器面板10和接收器面板13均為PVC不干膠面板，所述的發(fā)射器和接收器底部各設(shè)有四個橡膠底腳3 ；發(fā)射天線8和接收天線17均呈喇叭狀，以便更好的發(fā)送和接收信號。所述的發(fā)射器面板10設(shè)置有儀器工作指示燈、電源開關(guān)、工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換開關(guān)、工作指示燈、揚聲器輸出插孔、差頻信號輸出插孔、外調(diào)信號插孔和儀器電源連接線插座；所述的接收器面板13 設(shè)置有儀器工作指示燈、電源開關(guān)、信號指示燈、揚聲器開關(guān)、揚聲器指示燈、放大器增益旋鈕、放大器輸入插孔、放大后信號輸出插孔和儀器電源連接線插座，其中信號指示燈由三十只發(fā)光二極管組成，振子接收器9頂端安裝有接收振子，中間固定有檢波二極管；同時還設(shè)置有固定振子的透明支柱和底座。電磁波的傳播——微波通信原理將發(fā)射器和喇叭天線接收器按直線放置，兩天線互相對準(zhǔn)，距離為lm。先接通接收器電源，將增益電位器順時針轉(zhuǎn)到底，揚聲器開關(guān)置 “開”，此時由于發(fā)射器沒有發(fā)射電磁波，接收器接收不到微波信號，因此沒有任何光及聲的指示。將發(fā)射器等幅工作狀態(tài)開關(guān)置“等幅”檔，接通電源，發(fā)射器發(fā)射出電磁波，接收器接收到后，其面板上發(fā)光二極管即發(fā)光。由于此時發(fā)射器發(fā)射的是等幅波，檢波后直流信號， 只能驅(qū)動發(fā)光二極管發(fā)光，不能推動揚聲器發(fā)聲。如果將發(fā)射器工作狀態(tài)開關(guān)置“ΙΚΗζ”， “斷續(xù)”或“音樂”檔，接收器收到經(jīng)音頻信號調(diào)幅的電磁波，揚聲器發(fā)出了音頻信號。如用 1. !連接電纜將0.25W8Q揚聲器接入發(fā)送器揚聲器插孔。需要進(jìn)行外調(diào)輸入插孔輸入外調(diào)信號，并將工作狀態(tài)開關(guān)置“外調(diào)”。發(fā)射器的使用將發(fā)射器電源連接線插入220V電源插座，打開面板前電源開關(guān)， 指示燈發(fā)光，表示發(fā)射器已通電工作，按喇叭天線針對方向發(fā)射出三厘米波段電磁波信號。 當(dāng)接收器用揚聲器發(fā)音指示接收信號時，可將等幅工作狀態(tài)開關(guān)置“ΙΚΗζ”，“斷續(xù)”或“音樂”檔。當(dāng)接收器用發(fā)光二極管指示接收信號時，可將等幅調(diào)幅工作狀態(tài)開關(guān)置“等幅”或 “ΙΚΗζ，。當(dāng)接收器用外接電壓表作指示，以及做多普勒效應(yīng)實驗時，等幅調(diào)幅工作狀態(tài)應(yīng)當(dāng)置“等幅”檔。接收器的使用發(fā)射器發(fā)射的三厘米波段電磁波信號，可以根據(jù)實驗的需要用喇叭天線接收器接收，也可以用振子接收器接收。用喇叭天線接收器時，將其電源連接線插入交流220V電源插座，打開面板前電源開關(guān)，指示燈發(fā)光，表示接收器已通電工作，將接收器喇叭天線對準(zhǔn)發(fā)射喇叭天線，即可接收到電磁波信號。如果接收的是調(diào)幅波信號，將揚聲器開關(guān)置“開”，機內(nèi)揚聲器即發(fā)出聲音，聲音的大小可調(diào)節(jié)增益旋鈕控制。如用發(fā)光二極管或外接電壓表作指示，則將揚聲器開關(guān)置“關(guān)”。當(dāng)發(fā)光二極管指示時，一般應(yīng)在接收信號最強的情況下，調(diào)增益旋鈕使剛好為三十只發(fā)光二極管全部發(fā)光。接收信號減弱時，發(fā)光二極管發(fā)光數(shù)正比減少。當(dāng)外接電壓表作指示時，可用1.ail連接電纜將儀器輸出插孔的信號接到0 IOV直流電壓表或具有0 IOV直流電壓檔的萬用表。電磁波的透射與吸收將發(fā)射器工作狀態(tài)開關(guān)置“等幅”檔。調(diào)接收器增益旋鈕， 使三十只發(fā)光二極管剛好全部發(fā)光。將序號10吸收體放置在發(fā)射器喇叭天線前50 80cm 處，寬面垂直電波傳播方向，其下可墊底號9折射體。此時發(fā)光二級管有數(shù)只熄滅，表示電磁波透射過折射體，但吸收了部分能量，使接收到信號減弱。如將1 2mm厚薄塑料板代替吸收體，則三十只發(fā)光二極管都可以用外接直流電壓表作指示。此時發(fā)射器工作狀態(tài)置“等幅”檔。外接電壓表用1. an連接電纜接到接收器輸出插孔，調(diào)增益旋鈕，使電壓表指示為 0 3V，然后觀察吸收體引入時電壓表下降值。電磁波的偏振將發(fā)射器工作狀態(tài)開關(guān)置“等幅”檔，調(diào)接收器增益旋鈕，使三十只發(fā)光二極管全部發(fā)光。然后將接收器轉(zhuǎn)動90°，面板朝上，其下可墊折射體。此時接收器發(fā)光二極管全部熄滅。這是由于發(fā)射體喇叭天線與接收喇叭天線互相垂直，故接收不到電磁波信號。實驗也可用外接電壓表作指示，正常接收時將電表調(diào)到UO = 0 3V，然后轉(zhuǎn)動接收器為a角，則此時電壓表的指示值接近UO cos α 0，如果α角為90°，則UO cos α 0 = 0，電壓表指示也為零。轉(zhuǎn)動時要保持兩喇叭天線中心一致。電磁波的反射布置連接儀器，將發(fā)射器工作狀態(tài)開關(guān)置“等幅”或“ ΙΚΗζ”檔，大
5反射板角度調(diào)到α = β時，接收器接收到反射電磁波信號，發(fā)光二極管有數(shù)只發(fā)光，當(dāng)大反射板轉(zhuǎn)動到α Φ β時，由于接收器接收不到電磁波信號，發(fā)光二極管全部熄滅。將大反射板移去，接收器也接收不到電磁波信號。以上實驗也可用外接電壓表作指示，或用揚聲器音頻聲指示。用揚聲器音頻聲指示時，接收不到電磁波情況下?lián)P聲器發(fā)音明顯降低，但可能還有極輕微音頻聲，這是由于接收器接收室內(nèi)散射信號形成的電磁波的折射電磁波由一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時，由于二者的介電常數(shù)不同， 會產(chǎn)生折射現(xiàn)象。利用石臘棱鏡可以進(jìn)行實驗。利用石臘棱鏡的折射鏡收到電磁波信號， 如將石臘棱鏡移去，接收器就接收不到信號，或只能接收到極微弱的信號。實驗時石臘棱鏡可以用折射體襯墊，使其高度和喇叭天線相等。接收信號可以用發(fā)光二極管指示或外接電壓表指示，也可用揚聲器音頻聲指示。木質(zhì)折射體也可以做電磁波折射試驗，并測量木塊的折射率。在實驗桌上墊上白紙，畫出電磁波的入射角為α =45°。用振子天線沿著折射體移動，如測出A點接收信號最強，A點畫出折射角β，則可求得木塊折射率為η = sin α/sin β。測試時接收信號用外接電壓表作指示。折射體可用石臘棱鏡墊高。做這個實驗必須極其仔細(xì)，并在沒有外界干擾條件下才能測準(zhǔn)。電磁波的干涉如果存在兩個相干的振蕩發(fā)射體，發(fā)射體之間有一定距離，則它們發(fā)射的電磁波就會產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。我們在實驗中只使用一個發(fā)射器，并用反射的方法產(chǎn)生另一個相干的發(fā)射器，以形成電磁波的干涉。實驗時，振子接收器接收到的信號應(yīng)連接到喇叭天線接收器進(jìn)行放大，用發(fā)光二極管或外接電表指示，移動振子接收器，可以觀察到由發(fā)射器直射波與大反射板反射波的相互干涉而形成的信號強弱變化。電磁波的衍射當(dāng)一個物體放在電磁傳播途中，就會引起部分電磁波傳播方向的彎曲，這種現(xiàn)象稱為衍射。用本演示器可以進(jìn)行單邊衍射實驗。還可以做由于衍射而形成的干涉實驗，如單縫衍射、雙縫衍射等，單邊衍射實驗振子接收器在大反射板后沿著圓弧移動，仍可接收到電磁波信號，則證明衍射的存在。以上所述實施方式僅表達(dá)了本實用新型的一種實施方式，但并不能因此而理解為對本實用新型范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種電磁波的干涉、衍射和偏振演示器，其由發(fā)射器、接收器、振子接收器及附件組成，其特征在于所述的發(fā)射器包括發(fā)射器面板、發(fā)射器機箱主體、發(fā)射器后蓋和發(fā)射天線， 發(fā)射器后蓋和發(fā)射器機箱主體通過螺釘連接在一起，在發(fā)射器機箱內(nèi)設(shè)置有發(fā)射線路板、 揚聲器和發(fā)射調(diào)諧盒，發(fā)射線路板上連接有隔離變壓器一，發(fā)射天線設(shè)置在發(fā)射器機箱的側(cè)面，且發(fā)射天線和發(fā)射調(diào)諧盒固定連接；所述的接收器包括接收器面板、接收器機箱主體、接收器后蓋和接收天線，接收器機箱主體和接收器后蓋通過螺釘連接，在接收器機箱內(nèi)設(shè)置有接收線路板、揚聲器和接收調(diào)諧盒，接收線路板上連接有隔離變壓器二，接收天線和發(fā)射天線相對設(shè)置，且接收天線和接收調(diào)諧盒固定連接；所述的振子接收器上設(shè)置有輸出插孔；同時，該演示器還包括大反射板、小反射板、石蠟棱鏡、木質(zhì)折射體和木質(zhì)吸收體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電磁波的干涉、衍射和偏振演示器，其特征在于所述的發(fā)射器和接收器側(cè)面設(shè)有開口，開口內(nèi)嵌有220V安全插座，所述的發(fā)射器面板粘接在發(fā)射器機箱上，所述的接收器面板粘接在接收器機箱上，所述的發(fā)射器面板和接收器面板均為 PVC不干膠面板，所述的發(fā)射器和接收器底部各設(shè)有四個橡膠底腳。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電磁波的干涉、衍射和偏振演示器，其特征在于所述的發(fā)射天線和接收天線均呈喇叭狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電磁波的干涉、衍射和偏振演示器，其特征在于所述的發(fā)射器面板設(shè)置有儀器工作指示燈、電源開關(guān)、工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換開關(guān)、工作指示燈、揚聲器輸出插孔、差頻信號輸出插孔、外調(diào)信號插孔和儀器電源連接線插座。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電磁波的干涉、衍射和偏振演示器，其特征在于所述的接收器面板設(shè)置有儀器工作指示燈、電源開關(guān)、信號指示燈、揚聲器開關(guān)、揚聲器指示燈、放大器增益旋鈕、放大器輸入插孔、放大后信號輸出插孔和儀器電源連接線插座，其中信號指示燈由三十只發(fā)光二極管組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電磁波的干涉、衍射和偏振演示器，其特征在于所述的振子接收器頂端安裝有接收振子，中間固定有檢波二極管；同時還設(shè)置有固定振子的透明支柱和底座。
專利摘要本實用新型公開一種電磁波的干涉、衍射和偏振演示器，其由發(fā)射器、接收器、振子接收器及附件組成，所述的發(fā)射器包括發(fā)射器面板、發(fā)射器機箱主體、發(fā)射器后蓋和發(fā)射天線，在發(fā)射器機箱內(nèi)設(shè)置有發(fā)射線路板、揚聲器和發(fā)射調(diào)諧盒，發(fā)射線路板上連接有隔離變壓器一，發(fā)射天線設(shè)置在發(fā)射器機箱的側(cè)面，且發(fā)射天線和發(fā)射調(diào)諧盒固定連接；所述的接收器包括接收器面板、接收器機箱主體、接收器后蓋和接收天線，在接收器機箱內(nèi)設(shè)置有接收線路板、揚聲器和接收調(diào)諧盒，接收天線和發(fā)射天線相對設(shè)置，且接收天線和接收調(diào)諧盒固定連接；在發(fā)射器和接收器安裝有揚聲器和指示燈，整套儀器采用組合形式，教師可以根據(jù)教學(xué)需要靈活地組織實驗。儀器采用聲、光、電表指示多種形式進(jìn)行顯示，演示現(xiàn)象直觀性強、明顯、度大，適合中學(xué)生、中專及大專學(xué)校課堂演示及學(xué)生分組實驗使用。
文檔編號G09B23/18GK202268114SQ20112028496
公開日2012年6月6日 申請日期2011年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月8日
發(fā)明者魯立軍 申請人:魯立軍