專利名稱:一種水滴失重試驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)器具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明系一種小型水滴失重試驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)器具，特別是涉及一種適合中小學(xué)生科普實(shí)驗(yàn)，觀察驗(yàn)證水滴在失重狀態(tài)下物理現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)器具。
背景技術(shù)：
1985年4月29日，美國(guó)“挑戰(zhàn)者”號(hào)航天飛機(jī)發(fā)射升空，美籍華裔科學(xué)家王贛駿和 6名美國(guó)宇航員一起參加了這次為期7天的太空飛行。王贛駿是一名物理學(xué)家，1982年他 作為科學(xué)家被美國(guó)國(guó)家航天局選為宇航員，經(jīng)過(guò)兩年的嚴(yán)格訓(xùn)練之后，乘航天飛機(jī)進(jìn)入太 空從事一項(xiàng)航天科學(xué)實(shí)驗(yàn)工作。這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)稱作“零重力液體狀態(tài)實(shí)驗(yàn)”，即用他自制的一種 液滴動(dòng)力測(cè)定儀，在太空無(wú)地心引力和無(wú)容器的條件下，對(duì)液體的各種狀態(tài)進(jìn)行研究。為此 他用了 10年時(shí)間精心準(zhǔn)備。進(jìn)入太空后不久，液滴試驗(yàn)設(shè)備發(fā)生故障。王贛駿連夜搶修， 連續(xù)工作15小時(shí)，終于成功地進(jìn)行了失重條件下液滴形狀和運(yùn)動(dòng)的試驗(yàn)研究。他用液滴動(dòng) 力測(cè)定儀產(chǎn)生高頻聲波，驅(qū)動(dòng)懸浮在太空的水滴和矽滴，使它變形、翻滾、震動(dòng)、合并，觀察 液滴在無(wú)重力情況下的物理現(xiàn)象。這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，可用于在太空制取地球上無(wú)法獲得的 高純度精密合金和非金屬材料，對(duì)于液體動(dòng)力學(xué)的研究和無(wú)容器治煉先進(jìn)技術(shù)的開(kāi)發(fā)，具 有重要的價(jià)值。
研究水滴在失重環(huán)境下的狀態(tài)以及特征對(duì)于空間技術(shù)的研究開(kāi)拓發(fā)展意義重大， 是人們鍥而不舍研究的課題，國(guó)家教育部要求中學(xué)生了解包括水滴在失重狀態(tài)下的科學(xué)實(shí) 驗(yàn)。然而，開(kāi)展此類實(shí)驗(yàn)的難度很大，比如要獲得水滴在失重狀態(tài)下的環(huán)境便十分困難。美 國(guó)的航天飛機(jī)，中國(guó)飛船升空試驗(yàn)的代價(jià)巨大，學(xué)生是難以直接參與觀察接觸的。
從教育、培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)技術(shù)的知識(shí)，直接參與研究探索科學(xué)試驗(yàn)的角度出發(fā)，迫切 需要能提供一種水滴失重試驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)器具，以演示、普及此類知識(shí)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是要提供一種簡(jiǎn)易、小型，能反映水滴在失重狀態(tài)下物理現(xiàn)象的實(shí) 驗(yàn)器具。
本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的
—種水滴失重試驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)器具，其特征在于，在一個(gè)封閉筒體中，下端設(shè)置配重 塊，上方設(shè)置一水滴滴落組件，在滴落組件的水滴滴落軌跡側(cè)部配置攝像機(jī)，攝像機(jī)攝像頭 針對(duì)水滴滴落軌跡。
所述滴落組件為，注射針筒的尾部推桿固定在齒條上，齒條與齒輪嚙合，齒輪由微 型減速電機(jī)驅(qū)動(dòng)。
所述透明的筒體為塑料薄壁筒體。
所述塑料薄壁筒體為塑料飲料瓶。
所述筒體的下部外表為彈性體圓弧光滑表面。
所述彈性體為硅膠質(zhì)。[0013]所述注射針筒為塑料針筒。
所述配重塊為實(shí)驗(yàn)器具所用電器的電池組。
所述筒體(1)為透明體。
采用本技術(shù)方案，將所述器具從一定的高度自由落體落下，同時(shí)使水滴滴落組件向外滴水，開(kāi)啟攝像機(jī)。水滴從水滴滴落組件滴出，在空中，在筒體中，在下落過(guò)程中，水滴 應(yīng)為失重，為了證明失重可以觀察到它的形態(tài)和水滴直徑。通過(guò)攝像機(jī)的攝像，與常規(guī)重力 環(huán)境的水滴直徑相比較，可以顯示，常規(guī)重力水滴最大直徑為6. 9毫米，實(shí)驗(yàn)中做出水滴直 徑為14毫米的水球，直徑增加一倍，由此可見(jiàn)，水滴在失重狀態(tài)水滴直徑變大。此實(shí)驗(yàn)裝置 手段現(xiàn)象可以給學(xué)生增加液體在失重狀態(tài)下的物理形態(tài)特性的認(rèn)識(shí)，有利今后進(jìn)一步的研 究探討。
本發(fā)明的有益效果。本發(fā)明提供了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，使用方便，效果顯著明 確的裝置，給學(xué)生揭示了一種物理現(xiàn)象——水在失重狀態(tài)下的形態(tài)特性，增加學(xué)生探索科 技奧秘的興趣、積極性和知識(shí)，為將來(lái)投身空間技術(shù)的科學(xué)研究打下基礎(chǔ)，加快國(guó)家的現(xiàn)代 化建設(shè)步伐。


圖1是本發(fā)明水滴失重試驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)器具的一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)配置圖。
圖中，1-筒體，2a_針筒，2b_推桿，2c_齒輪，2d-微型減速電機(jī)，2e-齒條，3_攝像 機(jī)，4-配重塊，G-水滴。
(五)具體實(shí)施方法
以下結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說(shuō)明
一種水滴失重試驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)器具，在一個(gè)透明的封閉筒體1中，下端配置了本實(shí)驗(yàn) 器具所用電器的電池組作為的重塊4，上方設(shè)置一水滴滴落組件，在滴落組件的水滴滴落軌 跡側(cè)部配置攝像機(jī)3，攝像機(jī)3攝像頭針對(duì)水滴G滴落軌跡。將所述器具從有效落差1. 5到 3米的高度自由下落，同時(shí)滴出水滴滴落組件中的水滴G，開(kāi)啟攝像機(jī)3，在下落到地面的過(guò) 程中攝像機(jī)3拍攝下了水滴G形狀和直徑。
回放攝像機(jī)3的映像，比較、測(cè)量可以求得水滴G的真實(shí)直徑。
所述滴落組件為，注射針筒2a的尾部推桿2b固定在齒條2e上，齒條2e與齒輪2c 嚙合，齒輪2c由微型減速電機(jī)2d驅(qū)動(dòng)。由微型減速電機(jī)2d驅(qū)動(dòng)，從注射針筒2a中滴落出 水滴G，供試驗(yàn)用。
所述注射針筒2a為塑料針筒。塑料針筒價(jià)格低耐沖擊耐撞擊。
所述透明的筒體1為塑料薄壁筒體，所述塑料薄壁筒體為塑料飲料瓶，所述筒體1 的下部外表為硅膠質(zhì)的彈性體圓弧光滑表面。塑料飲料瓶來(lái)源方便，形狀適宜下落試驗(yàn)，阻 力小。所述筒體1為透明體，有利在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中觀察和監(jiān)視筒體1內(nèi)部的配置和裝置，確保 實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行。
權(quán)利要求
一種水滴失重試驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)器具，其特征在于，在一個(gè)封閉筒體(1)中，下端設(shè)置配重塊(4)，上方設(shè)置一水滴滴落組件，在滴落組件的水滴滴落軌跡側(cè)部配置攝像機(jī)(3)，攝像機(jī)(3)攝像頭針對(duì)水滴(G)滴落軌跡。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述水滴失重試驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)器具，其特征在于所述滴落組件為，注射 針筒(2a)的尾部推桿(2b)固定在齒條(2e)上，齒條(2e)與齒輪(2c)嚙合，齒輪(2c)由 微型減速電機(jī)(2d)驅(qū)動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求
2所述水滴失重試驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)器具，其特征在于所述注射針筒(2a)為塑 料針筒。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1所述水滴失重試驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)器具，其特征在于所述透明的筒體(1)為塑料薄壁筒體。
5.根據(jù)權(quán)利要求
4所述水滴失重試驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)器具，其特征在于所述塑料薄壁筒體為塑 料飲料瓶。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1所述水滴失重試驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)器具，其特征在于所述筒體(1)的下部外 表為彈性體圓弧光滑表面。
7.根據(jù)權(quán)利要求
6所述水滴失重試驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)器具，其特征在于所述彈性體為硅膠質(zhì)。
8.根據(jù)權(quán)利要求
1所述水滴失重試驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)器具，其特征在于所述配重塊(4)為實(shí)驗(yàn) 器具所用電器的電池組。
9.根據(jù)權(quán)利要求
1或6所述水滴失重試驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)器具，其特征在于所述筒體(1)為透 明體。
專利摘要
本發(fā)明系一種小型水滴失重試驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)器具，特別是涉及一種適合中小學(xué)生科普實(shí)驗(yàn)，觀察驗(yàn)證水滴在失重狀態(tài)下的形態(tài)實(shí)驗(yàn)器具。一種水滴失重試驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)器具，在一個(gè)封閉筒體(1)中，下端設(shè)置配重塊(4)，上方設(shè)置一水滴滴落組件，在滴落組件的水滴滴落軌跡側(cè)部配置攝像機(jī)(3)，攝像機(jī)(3)攝像頭針對(duì)水滴(G)滴落軌跡。本發(fā)明提供了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，使用方便，效果顯著明確的裝置，給學(xué)生揭示了一種物理現(xiàn)象——水在失重狀態(tài)下的形態(tài)特性，增加學(xué)生探索宇宙空間技術(shù)奧秘的興趣、積極性和知識(shí)，為將來(lái)投身空間事業(yè)打下基礎(chǔ)，加快國(guó)家的現(xiàn)代化建設(shè)步伐。
文檔編號(hào)G09B23/08GKCN101814249SQ200910046558
公開(kāi)日2010年8月25日 申請(qǐng)日期2009年2月24日
發(fā)明者吳可治, 徐江鹿 申請(qǐng)人:上海市南洋模范中學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan