本實(shí)用新型涉及一種物理實(shí)驗(yàn)器具,具體的涉及一種共振演示儀。
背景技術(shù):
振動(dòng)是宇宙普遍存在的一種現(xiàn)象,總體分為宏觀振動(dòng)(如地震、海嘯)和微觀振動(dòng)(基本粒子的熱運(yùn)動(dòng)、布朗運(yùn)動(dòng))。一些振動(dòng)擁有比較固定的波長(zhǎng)和頻率,一些振動(dòng)則沒有固定的波長(zhǎng)和頻率。兩個(gè)振動(dòng)頻率相同的物體,其中一個(gè)物體振動(dòng)時(shí)能夠讓另外一個(gè)物體產(chǎn)生相同頻率的振動(dòng),這種現(xiàn)象叫做共振。共振頻率是一物體的特定頻率,在這一頻率下物體比其他頻率以更大的振幅做振動(dòng);這些特定頻率稱之為共振頻率。在共振頻率下,很小的周期振動(dòng)便可產(chǎn)生很大的振動(dòng)。共振頻率與物體的質(zhì)量、形狀、硬度等有關(guān)系。目前在教學(xué)中缺少一種形象演示共振現(xiàn)象的演示儀。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷,本實(shí)用新型提供了一種共振演示儀。
一種共振演示儀,包括上彈簧2、下彈簧7、卷紙4和電機(jī)9,所述上彈簧2的一端與支撐桿1相連,所述支撐桿1的另一端固定于墻體上,所述上彈簧2的另一端與圓環(huán)5相連,所述圓環(huán)5中插有一橫桿11,所述橫桿11的一端安裝有筆,另一端懸掛有砝碼6,所述圓環(huán)5的底端與所述下彈簧7的一端相連,所述下彈簧7的另一端與拉桿8相連,所述拉桿8與所述電機(jī)9連接,所述卷紙4套于卷軸3上,所述卷紙4與所述筆的筆尖位于同一平面。
本實(shí)用新型的有益效果是:整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,成本低,能形象演示共振與物體質(zhì)量和外界頻率的關(guān)系,可同時(shí)演示運(yùn)動(dòng)的合成。
附圖說(shuō)明
圖1是本實(shí)用新型演示儀的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂,下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式做詳細(xì)的說(shuō)明,使本實(shí)用新型的上述及其它目的、特征和優(yōu)勢(shì)將更加清晰。在全部附圖中相同的附圖標(biāo)記指示相同的部分。并未刻意按比例繪制附圖,重點(diǎn)在于示出本實(shí)用新型的主旨。
如圖1所示,一種共振演示儀,包括上彈簧2、下彈簧7、卷紙4和電機(jī)9,所述上彈簧2的一端與支撐桿1相連,所述支撐桿1的另一端固定于墻體上,所述上彈簧2的另一端與圓環(huán)5相連,所述圓環(huán)5中插有一橫桿11,所述橫桿11的一端安裝有筆,另一端懸掛有砝碼6,所述圓環(huán)5的底端與所述下彈簧7的一端相連,所述下彈簧7的另一端與拉桿8相連,所述拉桿8與所述電機(jī)9連接,所述卷紙4套于卷軸3上,所述卷紙4與所述筆的筆尖位于同一平面。
本實(shí)用新型中,電機(jī)9為可調(diào)速電機(jī),通過(guò)電機(jī)9可以帶動(dòng)拉桿8上、下運(yùn)動(dòng),拉桿8進(jìn)一步的帶動(dòng)上彈簧2、下彈簧7、砝碼6、圓環(huán)5、橫桿11和筆振動(dòng),實(shí)驗(yàn)中通過(guò)手拉動(dòng)卷紙4的紙11向右運(yùn)動(dòng),筆做上下運(yùn)動(dòng),這樣筆便可以在紙11上畫出代表筆振幅的圖形,同時(shí)該圖形可以反映兩種不同運(yùn)動(dòng)所合成的運(yùn)動(dòng)。
實(shí)驗(yàn)1:通過(guò)改變物體質(zhì)量改變共振頻率,電機(jī)9的轉(zhuǎn)速保持不變,逐漸增加砝碼6的質(zhì)量,在某一質(zhì)量時(shí)可以發(fā)現(xiàn)紙11上圖形的振幅最大,此時(shí)系統(tǒng)達(dá)到共振,之后再增加砝碼指令,振幅反而變小,該實(shí)驗(yàn)形象演示了質(zhì)量對(duì)于共振頻率的影響。
實(shí)驗(yàn)2:通過(guò)改變電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到共振,保持砝碼質(zhì)量不變,使電機(jī)9的速度逐漸增加,這時(shí)紙11上圖形的振幅隨之增加,當(dāng)電機(jī)9的轉(zhuǎn)速達(dá)到某一轉(zhuǎn)速時(shí),振幅最大,達(dá)到共振,此后若再增加電機(jī)9的轉(zhuǎn)速,振幅反而減小,這一實(shí)驗(yàn)形象演示了共振頻率為一特定頻率,振幅與外界頻率的關(guān)系。
紙11上的圖形是由筆尖的上下運(yùn)動(dòng)與紙11的水平運(yùn)動(dòng)共同合成的,因此,該演示儀還可以同時(shí)掩飾運(yùn)動(dòng)的合成。
在以上的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本實(shí)用新型。但是以上描述僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已,本實(shí)用新型能夠以很多不同于在此描述的其它方式來(lái)實(shí)施,因此本實(shí)用新型不受上面公開的具體實(shí)施的限制。同時(shí)任何熟悉本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案范圍情況下,都可利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)方案做出許多可能的變動(dòng)和修飾,或修改為等同變化的等效實(shí)施例。凡是未脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的內(nèi)容,依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化及修飾,均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。