專利名稱：多功能波動演示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在物理教學(xué)中用來演示振動的合成和波在媒質(zhì)中傳播規(guī)律的儀器。
在目前技術(shù)中，普遍使用的教學(xué)儀器波動演示器(中學(xué)教學(xué)儀器編號2203)是為了演示波在煤質(zhì)中的傳播，其構(gòu)成是由16個振子(圖27)組成，不足之處是只能用一列波演示一列單一頻率的波在一種媒質(zhì)中的傳播，發(fā)波水槽(中學(xué)教學(xué)儀器編號2208)是為了演示兩波源發(fā)出的兩列波在相遇區(qū)域中的干涉規(guī)律的儀器，不足之處是只能顯示出兩波源頻率和相都相同的水波的干涉圖樣，不能反映出波的一般疊加和干涉規(guī)律。
本發(fā)明的目的在于避免上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，而提供一種能演示振動的合成規(guī)律，能演示波的一般疊加和干涉規(guī)律，能演示波在不同媒質(zhì)中的傳播規(guī)律，能演示一列含幾個頻率的波以相同的和不同的相速度群速度的傳播規(guī)律的一種產(chǎn)品。
本發(fā)明的產(chǎn)品是由多個振動合成器組合在一起，再加上轉(zhuǎn)動輪、搖把所組成，組合在一起的振動合成器的同一組凸輪之間采用軸
傳動，每組凸輪的轉(zhuǎn)動都由凸輪組端點的搖把控制，各組凸輪的轉(zhuǎn)速比是由搖把之間的變速裝置控制，它是用幾列波的傳播來演示振動的合成和波的傳播規(guī)律。
本發(fā)明的產(chǎn)品中的振動合成器是由處在同一豎直面內(nèi)的振動桿、連桿和推動振動桿振動的凸輪所組成，其中一些振動桿在凸輪的推動下振動，并通過連桿把它們的振動傳遞到同一個振動桿上，使這一振動桿的端點在豎直方向的振動為其它振動桿的端點在豎直方向振動的合振動。由三個振動桿和兩個凸輪組成的振動合成器是包括兩種分振動的振動合成器，如在它的振動桿之間再加入振動桿、連桿和凸輪，就能構(gòu)成包括多個分振動的振動合成器。
多個振動合成器組合在一起，同一組的相鄰?fù)馆喼g傳遞轉(zhuǎn)動的方法是讓每一個凸輪的一個側(cè)面留傳動槽，另一側(cè)面留傳動軸，傳動軸能伸入相鄰的凸輪的傳動槽內(nèi)，并在槽內(nèi)能轉(zhuǎn)動ψ角，通過傳動軸對傳動槽壁的推動而帶動下一個凸輪的轉(zhuǎn)動。其中ψ角決定了所形成的波的波長，其關(guān)系是λ＝360°/ψ。通過改變ψ角的大小可改變所形成的波的波長，用改變ψ角來改變波長的方法一種是選用ψ角不同的凸輪，另一種方法是在凸輪的傳動槽內(nèi)裝入可改變ψ角的活動滑塊裝置。
推動各組凸輪轉(zhuǎn)動的是加在凸輪組端點的帶輪的搖把。在搖把上的輪之間加上傳動輪或皮帶，鏈條等相應(yīng)的傳動裝置，就可控制各組凸輪的轉(zhuǎn)速比，改變面板上各列波的頻率之比，各凸輪組的轉(zhuǎn)速之比就等于所形成的波的頻率之比。
用只包括兩個分振動的振動合成器組合起來，在它的兩組凸輪的左右兩個不同端點分別裝入搖把，就能組成可演示從左右兩個波源發(fā)出兩列相向傳播的波的疊加和干涉規(guī)律的儀器，而在它的兩組凸輪的同一端點分別裝入搖把，就能組成可演示向同一方向傳播的波的傳播規(guī)律和振動合成的儀器，而用含多個分振動的振動合成器組裝的儀器是可演示多個振動的合成，多列波的疊加和含多個頻率的波的傳播規(guī)律的儀器。
為防止凸輪在它的軸上的自由滑動，在凸輪與它的軸之間還應(yīng)加上一個能增大凸輪與軸之間的摩擦力的卡子。
為防止用較多個振動合成器組裝時凸輪側(cè)面的傳動軸受力過大，還可采用雙軸雙槽的凸輪。
附圖的圖面說明如下

圖1是含兩個分振動的振動合成器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是含三個分振動的振動合成器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是圖1中桿(1)的構(gòu)造示意圖。
圖4是圖1中桿(2)的構(gòu)造示意圖，它中部是由桿身(44)和端蓋(45)兩部分組而成。
圖5是圖1中桿(3)的構(gòu)造示意圖。
圖6是圖1中桿(4)的構(gòu)造示意圖。
圖7是圖1中桿(5)的構(gòu)造示意圖。
圖8是圖1中槽(8)的構(gòu)造示意圖。
圖9是圖1中軸(11)、(12)、(14)的構(gòu)造示意圖。
圖10是圖1中凸輪(6)的構(gòu)造示意圖。
圖11、圖12是圖1中凸輪(7)的構(gòu)造示意圖。
圖13是圖1中凸輪(6)的構(gòu)造示意圖。
圖14是圖13中凸輪(6)的傳動槽內(nèi)的滑塊的構(gòu)造示意圖和滑塊在槽內(nèi)不同位置時的示意圖。
圖15為圖1中凸輪(7)的傳動槽內(nèi)的滑塊在槽內(nèi)不同位置的示意圖。
圖16、圖17為帶齒輪的搖把的構(gòu)造示意圖。
圖18為若干組圖1所示的振動合成器組合在一起的組裝示意圖，圖中只畫出兩個振動合成器。
圖19為實施例一實施例二中兩搖把之間的傳動裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
圖20為實施例三中兩搖把之間的變速傳動裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
圖21為實施例四實施例五中兩搖把之間的變速傳動裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
圖22為圖21中齒輪(37)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖23為實施例一、二、三中的面板和面板上所顯示的波形的示意圖。
圖24為實施例四、五、六中的面板和面板上所顯示的波形的示意圖。
圖25為實施例六、例七中兩搖把之間的變速傳動裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
圖26為有雙傳動槽和雙傳動軸的凸輪構(gòu)造示意圖。
圖27為現(xiàn)有技術(shù)波動演示器中的振子結(jié)構(gòu)示意圖。
下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)及工作情況。
圖1中保持凸輪(7)不動，勻速轉(zhuǎn)動凸輪(6)繞軸(16)轉(zhuǎn)動，可使桿(1)繞軸(10)、桿(2)繞軸(13)振動，端點(18)、(19)在豎直方向作相同的筒諧振動，振幅為A1，保持凸輪(6)不動，勻速轉(zhuǎn)動凸輪(7)繞軸(17)轉(zhuǎn)動，可使桿(3)繞軸(15)振動，端點(20)在豎直方向作簡諧振動，振幅為A2(除實施例七中A1 =3A2]]>之外，其余實施例中A1＝A2)，并推動軸(13)在“工”字形槽(8)的豎直槽內(nèi)上下滑動，在振幅A2和桿長度相比較小時，端點(19)和端點(20)在豎直方向的振動相同。同時轉(zhuǎn)動凸輪(6)和凸輪(7)、端點(18)隨凸輪(6)的轉(zhuǎn)動作受迫振動，端點(20)隨凸輪(7)的轉(zhuǎn)動作受迫振動，在豎直方向上端點(19)的振動為端點(18)和端點(20)的振動的合振動，圖中構(gòu)件(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)、(7)、(8)勻可用硬質(zhì)塑料或其它輕硬材料構(gòu)成。(9)為面板上的槽縫圖2中的虛框內(nèi)的結(jié)構(gòu)是在圖1中桿(1)和桿(2)之間所增加的部分，其中在豎直方向，端點(19)的振動為其它振動桿端點的振動的合振動。在桿(1)和桿(2)之間每增加一個虛框中構(gòu)造部分，就可增加一個分振動。用增加分振動的方法可做成含多個分振動的振動合成器。
桿(1)、(2)、(3)的重心都偏在桿的后端，其中桿(2)中間部分是由桿身(44)和端蓋(45)兩部分組成，軸(13)分別固定在桿(5)的兩側(cè)面上，44和45分別穿套在軸(13)上后再組合固定在一起。軸(13)分別卡在兩個槽(8)的槽內(nèi)(圖1)槽(8)的組合方式是(46)插入相鄰槽(8)的(47)孔內(nèi)，用桿(21)穿過孔(48)加以固定，使豎直槽固定在同一豎直面內(nèi)。
凸輪外軸(49)處留有缺口槽;在(49)處卡上彈性卡子(50)用來增大凸輪和軸之間的摩擦力，防止凸輪在軸上隨意滑動。凸輪一側(cè)面留有傳動槽(51)，另一側(cè)面留有傳動軸(52)。凸輪組合在一起穿套在同一長軸上后，軸(52)可伸入相鄰?fù)馆喌牟?51)內(nèi)，軸(52)能在槽(51)內(nèi)轉(zhuǎn)動ψ角，通過軸(52)推動槽(51)的槽壁可帶動下一個凸輪轉(zhuǎn)動。從一端正向轉(zhuǎn)動第一個凸輪，可使這一組的凸輪依次轉(zhuǎn)動起來，且每一個凸輪的轉(zhuǎn)動都落后前一個凸輪ψ角，反向轉(zhuǎn)動第一個凸輪，可使這一組的凸輪都同步的轉(zhuǎn)動。軸(52)在槽(51)內(nèi)能夠轉(zhuǎn)動的角ψ的大小決定了凸輪所推動的振動桿端點振動所形成的波的波長，其關(guān)系是λ＝360°/ψ，改變ψ角可改變所形成的波的波長。在凸輪側(cè)面槽內(nèi)加入活動滑塊，通過調(diào)整滑塊在槽內(nèi)的位置可使ψ角為不同的值，調(diào)整的方法是通過軸(53)移動滑塊使滑塊上的軸(54)可以卡在固定在凸輪側(cè)面上的彈簧卡子(55)上的不同卡口(56)內(nèi)，可改變滑塊在槽內(nèi)的位置，使ψ角呈為不同的值。
搖把上傳動輪側(cè)面上留有兩個軸(57)，當(dāng)把它裝在凸輪組的一端時，這兩個軸恰可伸入端點凸輪的傳動槽(51)內(nèi)。帶動這一凸輪轉(zhuǎn)動，軸(57)與槽(51)之間為過渡配合。
振動合成器上的軸(11)、(12)、(14)與桿(1)、(2)、(5)的孔若采用過渡配合，則與桿(4)桿(3)的孔采用間隙配合。
多個振動合成器組裝在一起時，長軸(10)、(15)、(16)、(17)為所有振動合成器的公共軸。
圖19、圖20中齒輪(28)、(29)固定在軸(32)上，如圖19中位置，搖把(22)和(23)可分別轉(zhuǎn)動。把墊塊(33)從右端拿出左拉軸(32)讓(33)放在左端，可使齒輪(24)-(26)-(28)-(29)-(30)嚙合轉(zhuǎn)動。(34)為裝置外殼。圖20中齒輪(24)-(26)-(28)-(29)-(30)嚙合轉(zhuǎn)動時，齒輪(24)和(30)的轉(zhuǎn)速相同。把墊塊(33)從左端拿出右推(32)讓(33)放在右端，可使齒輪(25)-(27)-(28)-(29)-(31)嚙合傳動，搖把(22)和(23)將以3，4轉(zhuǎn)速比轉(zhuǎn)動。
圖21中(35)和(36)為裝在凸輪組端點的寶塔輪，(37)為兩寶塔輪之間的一個能調(diào)位置的傳動輪(圖22)，它可在軸(39)上轉(zhuǎn)動，軸(39)置在齒輪架(40)的長槽(41)中，上和拉桿(42)相連，下和拉簧(43)相連，拉簧(43)另一端固定在齒輪架(40)上，齒輪架(40)可沿軸(38)左右移動和繞軸(38)轉(zhuǎn)動，通過拉桿(42)和拉簧(43)可調(diào)整軸(39)在槽(41)中移動。齒輪(37)可使搖把(22)和(23)分別以1∶1、3∶4、2∶3、1∶2四個轉(zhuǎn)速比轉(zhuǎn)動。
圖23圖24所示的面板上開出若干條豎直槽縫，每一個振動合成器的振動桿都在一個槽縫內(nèi)上下振動，面板上標(biāo)出若干條水平等間距的橫線分別表示各排質(zhì)點的平衡位置和振動位移，在每個槽縫的上下方分別按上下兩排波的傳播方向依次標(biāo)上0、1、2、……分別表示各振動質(zhì)點的平衡位置離波源的距離。
圖25中齒輪(58)可在軸(38)上移動和轉(zhuǎn)動。可使齒輪(24)和(30)嚙合傳動。
圖26中的凸輪兩側(cè)面為兩個園盤。它的一側(cè)面留有兩個傳動槽，另一側(cè)面留有兩個傳動軸，多個凸輪組合在一起時，兩個傳動軸分別插入，后一個凸輪的兩個傳動槽內(nèi)，共同推動槽壁，使后一凸輪進行轉(zhuǎn)動。
實施例一把33個振動合成器組合在一起，其中33個桿(1)套穿在長軸(10)上，33個桿(3)套穿在長軸(15)上，33個凸輪(6)套穿在長軸(16)上，33個凸輪(7)套穿在長軸(17)上，其中凸輪(6)選用圖10構(gòu)造的凸輪，凸輪(7)選用圖11構(gòu)造的凸輪，ψ角都為30°;34個槽(8)組合在一起套穿在長軸(21)上，在軸(16)左端點套穿上搖把(22)，在軸(17)右端套穿上搖把(23)，兩搖把之間傳動裝置如圖19。
在圖19所示的情況下1、正向轉(zhuǎn)動搖把(22)，可使面板上出現(xiàn)上、中兩排從左向右傳播的波長為12個單位的相同的波。
2、正向轉(zhuǎn)動搖把(23)，可使面板上出現(xiàn)中、下兩排從右向左傳播的波長為12個單位的相同的波。
3、反向轉(zhuǎn)動搖把(22)和(23)，可使面板上的各排質(zhì)點都回到平衡位置，這是使用本裝置之前首先要做的準(zhǔn)備過程。
4、調(diào)齒輪(28)、(29)使齒輪(24)-(26)-(28)-(29)-(30)嚙合傳動，正向轉(zhuǎn)動搖把(22)或(23)，使齒輪(24)和(30)以相同的速度轉(zhuǎn)動，可使面板上出現(xiàn)上、中兩排從左向右傳播的波、中、下兩排從右向左傳播的波，左右兩端的波源頻率和相都相同，中排兩列波相遇后，會產(chǎn)生波的疊加。(如圖23)可演示兩波源頻率和相都相同的波的疊加和干涉，能觀察到離兩波源距離之差Δγ＝Kλ處振動最強，Δγ＝Kλ+λ/2處振動最弱。
5、先把搖把(22)正向轉(zhuǎn)動一角度(例如60°)再調(diào)整齒輪(28)和(29)，使齒輪(24)-(26)-(28)-(29)-(30)嚙合傳動，然后再正向轉(zhuǎn)動搖把(22)或(23)，就可演示兩波源頻率相同，初相不同的波的干涉。
6、先把搖把(22)反向轉(zhuǎn)動180°，再正向轉(zhuǎn)動，使面板上所顯示的上、中兩排波剛好傳播到最右端時，調(diào)整齒輪(28)和(29)使齒輪(24)-(26)-(28)-(29)-(30)嚙合傳動，再轉(zhuǎn)動搖把(22)或(23)。就可演示一列從左向右傳播的波遇到反射物，產(chǎn)生半波損失再反射回來，反射波和入射波的干涉現(xiàn)象，可觀察到離反射物距離為Kλ+λ/2處振動最強，為Kλ處振動最弱。
實施例二整個裝置和實施例一相同，其中凸輪6換成ψ角為22.5°的凸輪，凸輪(7)不變，齒輪(24)-(26)-(28)-(29)-(30)嚙合傳動時，搖把(22)和(23)的轉(zhuǎn)速比為3∶4。面板上所形成的從左向右傳播的波長將變成16個單位，頻率為從右向左傳播的波的頻率的3/4，可演示兩個頻率不相同的波源所發(fā)出的兩列波的疊加。
實施例三，如實施例一和實施例二那樣把33個振動合成器組裝在一起，凸輪(6)換成圖13圖14所示的ψ角能調(diào)整的凸輪，其中ψ角可以從30°調(diào)為22.5°，凸輪(7)不變，裝置的變速傳動裝置如圖20。調(diào)凸輪(6)的ψ角為30°，齒輪(24)-(26)-(28)-(29)-(30)嚙合傳動，裝置變成實施例一，調(diào)凸輪(6)的ψ角為22.5°，齒輪(25)-(27)-(28)-(29)-(31)嚙合傳動，裝置變成實施例二。
以上實施例中，振動合成器個數(shù)不適當(dāng)增減，但以單數(shù)(如21個)為宜。
實施例四，同以上實施例一樣把振動合成器組裝在一起，凸輪(6)采用圖10構(gòu)造的凸輪，ψ角為30°，凸輪(7)采用圖12所示的凸輪，ψ角為45°，凸輪側(cè)面的傳動槽都面朝左，在兩組凸輪組左端分別裝上帶寶塔輪的搖把，在兩寶塔輪之間加入可調(diào)位置的齒輪(或采用皮帶、鏈條等方式)進行傳動。采用齒輪傳動的裝置如圖21。具體使用情況是1、調(diào)齒輪(37)使齒輪(35)和(36)以1∶1轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動，正向轉(zhuǎn)動搖把(22)或(23)，面板上將形成上排一列波長為12個單位，下排波長為8個單位而波源振動相同的從左向右傳播的波(遮去中排質(zhì)點的振動)，可演示波在不同媒質(zhì)中的傳播;改變而板槽縫下邊表示下排質(zhì)點離波源距離的數(shù)字為0、1.5、3、4.5……還可演示波的干涉規(guī)律(中排質(zhì)點從左至右分別為離兩波源波程差為0、0.5、1、1.5……的質(zhì)點)2、調(diào)齒輪(37)使齒輪(35)和(36)以2∶3速度轉(zhuǎn)動，正向轉(zhuǎn)動搖把(22)或(23)，面板上將出現(xiàn)上排波長為12個單位頻率為2f的波。下排波長為8個單位頻率為3f的波，中排波為上、下兩排波疊加的波?？裳菔菊駝拥暮铣桑ǖ寞B加，拍現(xiàn)象，含兩種頻率的波在dυ/dλ＝0時以相同的相速度和群速度的傳播。
3、調(diào)齒輪(37)使齒輪(35)和(36)以3∶4速度轉(zhuǎn)動，正向轉(zhuǎn)動搖把(22)或(23)，面板上將出現(xiàn)上排波長為12個單位頻率為3f的波，下排波長為8個單位頻率為4f的波，中排為上、下兩排波疊加的波，可演示含兩種頻率的波在dυ/dλ＞0時以不同的相速度群速度的傳播。
4、調(diào)齒輪(37)使齒輪(35)和(36)以1∶2速度轉(zhuǎn)動，正向轉(zhuǎn)動搖把(22)或(23)，面板上將出現(xiàn)上排波長為12個單位頻率為f的波，下排波長為8個單位頻率為2f的波，中排波為上、下兩排波疊加的波?？裳菔竞瑑煞N頻率的波在dυ/dλ＜0時以不同的相速度群速度的傳播。
實施例五，裝置如實施例四，把凸輪(6)換成ψ角可調(diào)為22.5°、30°、45°的凸輪，凸輪(7)換成ψ角可調(diào)為30°、36°、45°的凸輪，裝置除可演示實施例四中的各種現(xiàn)象外，還可以1、調(diào)下凸輪(7)ψ角都為30°，上凸輪(6)左部分凸輪ψ角為30°，右部分凸輪ψ角為45°，調(diào)齒輪(37)使齒輪(35)和(36)以相同轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動，正向轉(zhuǎn)動搖把(22)或(23)，面板上將出現(xiàn)上、下兩排波的波源振動相同，下排波長為12個單位，上排左部分波長為12個單位右部分波長為8個單位的從左向右傳播的波(遮去中排質(zhì)點的振動)可演示波從一種媒質(zhì)進入另一種媒質(zhì)的傳播規(guī)律。
2、調(diào)下凸輪(7)ψ角都為30°，上凸輪(6)兩端部分凸輪ψ角為30°中間部分凸輪ψ角為45°，調(diào)齒輪(37)使齒輪(35)和(36)以相同轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動，正向轉(zhuǎn)動搖把(22)或(23)，面板上將出現(xiàn)上、下兩排波的波源振動相同，下排波長為12個單位，上排兩端波長為12個單位中間波長為8個單位的從左向右傳播的波(遮去中排質(zhì)點的振動)可演示波從一種媒質(zhì)穿過另一種媒質(zhì)后又繼續(xù)在這一媒質(zhì)中的傳播規(guī)律。
3、調(diào)齒輪(37)使齒輪(35)和(36)以3∶4速度轉(zhuǎn)動可演示含頻率為3f和4f的波在dυ/dλ＝0、dυ/dλ＞0、dυ/dλ＜0三種情況下在媒質(zhì)中的傳播，其中a、調(diào)凸輪(6)ψ角為22.5°，凸輪(7)ψ角為30°，可演示dυ/dλ＝0時的情況。
b、調(diào)凸輪(6)ψ角為30°，凸輪(7)ψ角為45°，可演示dυ/dλ＞0的情況。
c、調(diào)凸輪(6)ψ角為30°，凸輪(7)ψ角為36°，可演示dυ/dλ＜0時的情況。
實施六，為避免實施例五中在使用中調(diào)凸輪ψ角的麻煩，可用ψ角為不同大小的凸輪制作功能單一的裝置，其中搖把之間的傳動裝置可采用結(jié)構(gòu)較簡單的傳動裝置(圖25)，兩搖把上的傳動輪之間也可采用皮帶傳動或鏈條傳動等相應(yīng)的傳動方式，其中可用三個裝置配合使用來完成實施例五中的3中的a、b、c三種情況波的傳播。
實施例七，裝置如實施例六，其中齒輪(24)和(30)齒數(shù)相同，所有凸輪的ψ角都為30°，凸輪(6)使上排質(zhì)點的振動振幅為下排質(zhì)點振動振幅的3]]>倍。先把搖把(22)正向轉(zhuǎn)動150°或210°，然后調(diào)齒輪(58)使齒輪(24)和(30)嚙合能以相同速度轉(zhuǎn)動，再正向轉(zhuǎn)動搖把(22)或(23)，面板上所出現(xiàn)的三排波形可反映三相交流電中線電壓線電流和相電壓相電流的圖象關(guān)系。
實施例八用含多個分振動的振動合成器取代實施例四中的振動合成器，在各組凸輪同端分別裝入帶輪的搖把，并在各輪之間加入傳動裝置，就可做成能演示幾個振動的合成和波的疊加的儀器。
本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點1、功能多，應(yīng)用范圍廣。它可在聲、光、電等學(xué)科波動性教學(xué)中使用。
2、操作方便。在轉(zhuǎn)動搖把時可觀察波連續(xù)傳播中的現(xiàn)象，停止轉(zhuǎn)動搖把時可觀察各列波的瞬間關(guān)系。
3、實驗現(xiàn)象明顯直觀，效果生動，教學(xué)效果好。
4、彌補了現(xiàn)有物理教學(xué)演示試驗儀器的不足。在1988年5月21日編制的《綜合大學(xué)和師范院校普通物理、演示實驗及儀器參考目錄(初稿)中(刊1988年第四期《物理實驗》波在不同媒質(zhì)中的傳播和含幾個頻率的波在媒質(zhì)中以相同和不同的相速度群速度的傳播分別為需改進或待開發(fā)儀器和空白項目。
權(quán)利要求
1.一種演示振動的合成和波的傳播規(guī)律的儀器，其特征是由多個由振動桿、連桿和凸輪所組成的振動合成器組合在一起再加上傳動輪、搖把所組成，組合在一起的振動合成器的同一組凸輪之間采用軸槽傳動，每組凸輪的轉(zhuǎn)動都由凸輪組端點的搖把控制，各組凸輪的轉(zhuǎn)速比是由搖把之間的變速裝置控制，是用多列波來演示振動的合成和波的傳播規(guī)律。
2.權(quán)利要求1中所述的振動合成器是由處在同一豎直面內(nèi)的振動桿，連桿和推動振動桿振動的凸輪所組成，其中一些振動桿在凸輪推動下振動，并通過連桿把它們的振動傳遞到同一個振動桿上，使這一振動桿端點在豎直方向的振動為其它振動桿端點在豎直方向的振動的合振動。
3.權(quán)利要求1中所述同一組凸輪之間所采用的軸槽傳動方法是讓每一個凸輪的一個側(cè)面留傳動槽，另一個側(cè)面伸出傳動軸，組合在一起時，伸出的軸可插入相鄰?fù)馆唫?cè)面槽內(nèi)，軸在槽內(nèi)能轉(zhuǎn)動ψ角度，通過軸推動槽壁而帶動下一個凸輪轉(zhuǎn)動，ψ角大小決定了所形成的波的波長，其關(guān)系是λ＝360°/ψ，通過改變ψ角的大小可改變所形成的波的波長。
4.權(quán)利要求3中改變ψ角的方法一是選用不同ψ角的凸輪，另一種是在凸輪側(cè)面槽內(nèi)裝入活動滑塊來改變ψ角的大小。
5.權(quán)利要求1中所述控制凸輪組轉(zhuǎn)動的搖把分裝在上、下兩凸輪組的左右兩端
組裝的儀器是能演示左右兩波源發(fā)出的兩列相向傳播的波的疊加和干涉規(guī)律的儀器，搖把裝在同一端所組成的儀器是能演示振動的合成和同向傳播的波的傳遞規(guī)律的儀器。
6.權(quán)利要求1中所述控制各組凸輪的轉(zhuǎn)速比的變速裝置是由能移動位置的傳動齒輪和其它齒輪所組成的齒輪傳動或在搖把之間采用皮帶、鏈條等類似的傳動。
全文摘要
多功能波動演示器是物理教學(xué)中用幾列波來演示振動的合成和波的傳播規(guī)律的儀器，它是由多個振動合成器(附圖)組合在一起再加上傳動輪、搖把所組成，其中同組凸輪之間采用軸槽傳動，每組凸輪的轉(zhuǎn)動都由裝在凸輪組端點的搖把控制，各組凸輪的轉(zhuǎn)速比由搖把之間的變速裝置控制，它能演示振動的合成、波的疊加和干涉，波在不同媒質(zhì)中的傳播，含多種頻率的波在媒質(zhì)中以相同的和不同的相速群速傳播等規(guī)律的儀器。
文檔編號G09B23/06GK1038715SQ8910224
公開日1990年1月10日 申請日期1989年4月8日 優(yōu)先權(quán)日1989年4月8日
發(fā)明者李保華 申請人:李保華