專利名稱：波動演示儀的制作方法
技術領域：
本發(fā)明的名稱是波動演示儀，屬于物理教學儀器。
在學校有關波的物理教學中，學生認為內(nèi)容較抽象，不易掌握，對于波的性質(zhì)、特征的理解感到困難。1986年，天津市南開大學附屬中學王春長老師曾研制出一種“橫波演示器”(1)，它用單擺作振源，可以做許多有關橫波的實驗，通過它來演示教學內(nèi)容，易于學生掌握波的知識，效果很好。
橫波演示器盡管可以做許多波的實驗，但是，演示的僅只是橫波的內(nèi)容，對于縱波則無法演示。而且由于振桿盤(
圖1.8)之間是彈性連接，在起振時會產(chǎn)生機械波。
因此，本發(fā)明在橫波演示器的基礎上作了實質(zhì)性的改進，使儀器可以作橫波，也可以做縱波實驗，并且克服了機械波的產(chǎn)生。
為了產(chǎn)生縱波，在儀器的結構上除了有單擺橫波振源外(
圖1、19.20.21.22)，在底座(1)前方左側裝有一縱波振源，如圖3所示，它主要是由條簧(23)、振動錘(24)、撥叉(26)構成。條簧是φ3×300mm的鋼條，振動錘(24)是普通金屬(鋼、鐵)制成，尺寸為φ30×30mm，上面有一定位螺栓(25)，可以調(diào)節(jié)振動錘的高度，從而可以調(diào)節(jié)實驗。撥叉(26)的兩個金屬叉子(鋼絲)長10mm，間距2mm，實驗時叉在一根振桿上。(其上也有定位螺栓)，調(diào)節(jié)撥叉高度，用手撥動振動條簧，撥叉(26)就會撥動最左邊的一個振桿，從而使振子(11)產(chǎn)生縱波的振動。
利用該發(fā)明，可以做許多關于波的實驗，比較直觀、真實、形象地觀察到波的許多現(xiàn)象波的傳播、波的形狀、速度、頻率、周期，波的能量傳遞，波的傳播與媒質(zhì)的關系，波的反射、疊加、干涉、偏振等，本演示儀對于波的教學非常有幫助，每個學校都應當備有這種儀器。
無論是在演示橫波還是縱波時，由于振子之間是彈性連接，因此在振源起振時會形成機械波，為了消除這一現(xiàn)象，我們把振桿盤(8)之間作成鋼性連接，具體作法是在每一片振桿盤下面纘一直徑～4mm小孔－－鋼絲穿孔，如圖2、17所示，在其中穿一根直徑同小孔相等的鋼絲(29)，這樣就使振桿盤鋼性連接在一起，在振源起振時，消除機械波的產(chǎn)生，鋼絲不需要時可以抽出來。
圖1是波動演示儀整體結構圖，圖2是振桿盤鋼絲穿孔示意圖，圖3是縱波振源，其中1－－底座(材料木質(zhì)、塑料均可)2－－總體支柱(材料塑料、木質(zhì)均可)3－－制動器導軌(材料塑料、鋁質(zhì)均可)4－－制動器底座(材料塑料、鋁質(zhì)均可)5－－升降器(材料鐵質(zhì)、鋁質(zhì)均可)6－－剎車布夾板(材料塑料)7－－剎車布(材料泡沫塑料)8－－振桿盤(材料塑料)9－－鋼軸(材料鋼質(zhì))10－－振桿(材料鋼質(zhì))11－－振子(材料鋁質(zhì)、塑料)12－－大梁(材料鋁材)
12－－大梁(材料鋁材)13－－鋼軸定位板(材料塑料、有機玻璃)14－－橡筋(材料橡膠、彈簧均可)15－－彈簧架(材料木質(zhì)或塑料)16－－彈簧定位螺栓(材料鋼)17－－鋼絲穿孔18－－制動手柄(材料塑料)19－－撥叉(材料鋼質(zhì))20－－擺桿(材料鋼質(zhì))21－－振源架(材料塑料、木質(zhì))22－－擺錘(材料鑄鐵)23－－條簧(材料鋼質(zhì))24－－縱波振動錘25－－定位螺栓26－－縱波撥叉27－－條簧座28－－彈簧穿孔29－－鋼性連接鋼絲參考文獻(1)王春長橫波演示器物理實驗6(1987)
權利要求1.一種由振子、振桿盤、振源、制動器、底座框架等構成的波動演示儀，其特征在于有一個縱波振源，振桿盤鋼性連接。
2.按照權利要求1所說的波動演示儀，其特征在于所說的縱波振源是由φ3mm×300mm的鋼絲條簧(23)、～40×50×150mm木質(zhì)或塑料的條簧座(27)、φ30×30mm金屬縱波振動錘(24)、定位螺栓(25)、長10mm間距2mm的金屬縱波撥叉(26)構成。
3.按照權利要求1所說的波動演示儀，其特征在于所說的振桿盤鋼性連接是在每個振桿盤下面開一個～φ4mm的鋼絲穿孔(17)，在孔中穿一根直徑～φ4mm的鋼絲(29)，使振桿盤之間形成鋼性連接。
專利摘要波動演示儀，屬于物理教學儀器。其特征是在原有“橫渡演示器”的基礎上，加上了縱波振源，可以產(chǎn)生縱波，使振桿盤鋼性連接，可以消除機械波的產(chǎn)生，使該儀器不僅可以演示橫波，而且也可以演示縱波，做許多有關波的實驗，使學生能夠直觀、真實、形象地觀察到波的許多現(xiàn)象波的速度、頻率、周期，波的能量傳遞，波的傳播與媒質(zhì)的關系，波的反射、疊加、干涉、偏振等。本演示儀對于波的教學非常有幫助，每個學校都應當有這樣的演示儀。
文檔編號G09B23/14GK2031956SQ8820348
公開日1989年2月1日 申請日期1988年2月23日 優(yōu)先權日1988年2月23日
發(fā)明者王春長 申請人:天津市南開大學附屬中學