一種機(jī)械式橫波演示儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及物理教學(xué)演示儀器，更具體地說，涉及一種機(jī)械式橫波演示儀。
【背景技術(shù)】
[0002]在物理學(xué)中，橫波是機(jī)械波的一種，其特點(diǎn)是質(zhì)點(diǎn)的振動方向與波的傳播方向相互垂直。在物理教學(xué)中，橫波不僅是一個教學(xué)重點(diǎn)，而且還是一個教學(xué)難點(diǎn)，學(xué)生理解起來十分的困難，因此，它需要有相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)演示儀器加以演示。
[0003]目前公知的橫波演示儀主要由操作手柄、扇形齒輪、共同轉(zhuǎn)軸、雙支架、底座以及振動裝置、外殼等部分組成，比如中國專利I (公告號:CN201174182Y)中公開的一種橫波演示儀，在操作手柄的驅(qū)動下，它能夠較好的演示出橫波的情景，但是這種演示儀器是模擬式的，其所示的橫波缺乏真實(shí)感，而且儀器的結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，價格昂貴，不易普及。再比如中國專利2(公告號:CN2453497Y)中公開的一種橫波教學(xué)演不儀器，它是通過電機(jī)的正、反轉(zhuǎn)，由導(dǎo)軌分別帶動相應(yīng)的面板相向運(yùn)動，通過各張面板的運(yùn)動和組合來演示橫波的形成過程，也是一種模擬式的，演示的橫波不真實(shí)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，提供一種結(jié)構(gòu)簡單的機(jī)械式橫波演示儀，不僅能夠形象的演示出橫波的波形，而且能夠真實(shí)的表現(xiàn)出橫波的產(chǎn)生和傳播的過程。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:構(gòu)造一種機(jī)械式橫波演示儀，包括門形支架、多根擺線、多個擺球和彈性繩，所述門形支架包括水平直桿和設(shè)置水平直桿左右兩端的左豎直直桿和右豎直直桿，所述擺線的上端固定在所述水平直桿上，擺線的下端與所述擺球連接，相鄰的兩個擺球通過所述彈性繩連接，左右兩端的兩個擺球還分別通過彈性繩與左豎直直桿和右豎直直桿連接；多根擺線均處于豎直狀態(tài)，多個擺球之間的間隔相同，并且位于同一水平線上；當(dāng)擺球處于靜止?fàn)顟B(tài)時，沿垂直于門形支架所在的平面的方向撥動位于左端或右端的一根彈性繩，第一個擺球在垂直于門形支架的平面上運(yùn)動，通過另一端的彈性繩牽動第二個擺球運(yùn)動，多個擺球依次運(yùn)動，形成一列橫波。
[0006]上述方案中，所述左豎直直桿的下端固定在左底盤上，所述左豎直直桿的上端通過左弧形套管與所述水平直桿連接；所述右豎直直桿的下端固定在右底盤上，所述右豎直直桿的上端通過右弧形套管與所述水平直桿連接。
[0007]上述方案中，所述左豎直直桿和右豎直直桿的下端分別插接在左底盤和右底盤的安裝孔內(nèi)。
[0008]上述方案中，所述左底盤和右底盤為實(shí)心的底盤。
[0009]上述方案中，所述水平直桿、左豎直直桿和右豎直直桿為中空桿。
[0010]實(shí)施本發(fā)明的機(jī)械式橫波演示儀，具有以下有益效果:
[0011]當(dāng)擺球處于靜止?fàn)顟B(tài)時，向外撥動最靠近兩側(cè)豎直直桿的一根彈性繩，在俯視方向上能夠看見最靠近豎直直桿的第一個擺球開始運(yùn)動，第一個擺球在垂直于門形支架的平面上運(yùn)動，通過另一端的彈性繩牽動第二個擺球運(yùn)動，這種運(yùn)動的形式將會傳播下去，擺球的運(yùn)動方向和波傳播的方向垂直，形成一列橫波，從而真實(shí)的演示出了橫波的產(chǎn)生和傳播的物理過程，一目了然，并且本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，便于組裝和拆卸。
【附圖說明】
[0012]下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中:
[0013]圖1是本發(fā)明機(jī)械式橫波演示儀的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2是四分之一個周期的效果圖；
[0015]圖3是二分之一個周期的效果圖；
[0016]圖4是四分之三個周期的效果圖；
[0017]圖5是一個周期的效果圖；
[0018]圖6是一又四分之一個周期的效果圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]為了對本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】。
[0020]如圖1所示，本發(fā)明機(jī)械式橫波演示儀包括門形支架、多根擺線10、多個擺球8和彈性繩9。其中，門形支架是豎立的、左右對稱的。一系列具有相同擺球8和輕質(zhì)的擺線10構(gòu)成的單擺組成的擺列，整個擺列豎直、等間距排列，相鄰的擺球8之間由輕質(zhì)的彈性繩9相連接，本實(shí)施例中彈性繩9采用橡皮繩。
[0021]豎立的門形支架由兩個相同的實(shí)心圓形左底盤I和實(shí)心圓形右底盤2、兩個相同的內(nèi)部中空的左豎直直桿3和內(nèi)部中空的右豎直直桿4、兩個相同的硬質(zhì)的左弧形套管5和硬質(zhì)的右弧形套管6以及一個較長的、內(nèi)部中空的水平直桿7組成。實(shí)心圓形左底盤I和實(shí)心圓形右底盤2能夠使得門形支架更加穩(wěn)定，其頂部中央均有一個粗細(xì)均勻的安裝孔Ilo內(nèi)部中空的左豎直直桿3的底端套在圓形左底盤I頂部的安裝孔11中，左豎直直桿3的頂端套在左弧形套管5的下端，左弧形套管5的右端和位于水平直桿7的左端套接相連，水平直桿7的右端和另一個右弧形套管6的左端套接相連，整個支架左右對稱。內(nèi)部中空的左豎直直桿3、右豎直直桿4和水平直桿7能夠使得整個演示儀器質(zhì)量輕盈，硬質(zhì)的左弧形套管5和右弧形套管6能夠使得支架結(jié)構(gòu)更加堅(jiān)固，也便于拆卸，豎立的門形支架能為內(nèi)部的擺列提供相應(yīng)的附著點(diǎn)。
[0022]整個擺列豎直、等間距排列，擺列中的單擺是相同的。單擺的擺球8體積較小、質(zhì)量較大，擺球8的頂端和左右兩側(cè)都含有能夠供擺線10和彈性繩9系住的小孔。單擺的擺線10 —端固定在門形支架頂端的水平直桿7上，另一端拴在擺球8頂端的小孔上，相鄰的擺球8之間由輕質(zhì)的彈性繩9通過擺球8左右的小孔相連，最靠近兩側(cè)豎直直桿的擺球8剩下的左右兩個小孔由彈性繩9和相應(yīng)的豎直直桿相連。
[0023]如圖2-圖6所示，當(dāng)擺球8處于靜止?fàn)顟B(tài)時，向外撥動最靠近兩側(cè)豎直直桿的一根彈性繩9，在俯視方向上能夠看見最靠近豎直直桿的第一個擺球8開始運(yùn)動，第一個擺球8在垂直于門形支架的平面上運(yùn)動，通過另一端的彈性繩9牽動第二個擺球8運(yùn)動，這種運(yùn)動的形式將會傳播下去，擺球8的運(yùn)動方向和波傳播的方向垂直，形成一列橫波，從而真實(shí)的演示出了橫波的產(chǎn)生和傳播的物理過程，一目了然。擺球8的數(shù)量越多、越密集，演示出的波形越明顯，后面的運(yùn)動情形持續(xù)的時間會長一些，便于觀察。
[0024]上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的【具體實(shí)施方式】，上述的【具體實(shí)施方式】僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可做出很多形式，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種機(jī)械式橫波演示儀，其特征在于，包括門形支架、多根擺線、多個擺球和彈性繩，所述門形支架包括水平直桿和設(shè)置水平直桿左右兩端的左豎直直桿和右豎直直桿，所述擺線的上端固定在所述水平直桿上，擺線的下端與所述擺球連接，相鄰的兩個擺球通過所述彈性繩連接，左右兩端的兩個擺球還分別通過彈性繩與左豎直直桿和右豎直直桿連接；多根擺線均處于豎直狀態(tài)，多個擺球之間的間隔相同，并且位于同一水平線上；當(dāng)擺球處于靜止?fàn)顟B(tài)時，沿垂直于門形支架所在的平面的方向撥動位于左端或右端的一根彈性繩，第一個擺球在垂直于門形支架的平面上運(yùn)動，通過另一端的彈性繩牽動第二個擺球運(yùn)動，多個擺球依次運(yùn)動，形成一列橫波。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械式橫波演示儀，其特征在于，所述左豎直直桿的下端固定在左底盤上，所述左豎直直桿的上端通過左弧形套管與所述水平直桿連接；所述右豎直直桿的下端固定在右底盤上，所述右豎直直桿的上端通過右弧形套管與所述水平直桿連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機(jī)械式橫波演示儀，其特征在于，所述左豎直直桿和右豎直直桿的下端分別插接在左底盤和右底盤的安裝孔內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機(jī)械式橫波演示儀，其特征在于，所述左底盤和右底盤為實(shí)心的底盤。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械式橫波演示儀，其特征在于，所述水平直桿、左豎直直桿和右豎直直桿為中空桿。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種機(jī)械式橫波演示儀，包括門形支架、多根擺線、多個擺球和彈性繩，所述門形支架包括水平直桿和設(shè)置水平直桿左右兩端的左豎直直桿和右豎直直桿，所述擺線的上端固定在所述水平直桿上，擺線的下端與所述擺球連接，相鄰的兩個擺球通過所述彈性繩連接，左右兩端的兩個擺球還分別通過彈性繩與左豎直直桿和右豎直直桿連接；多根擺線均處于豎直狀態(tài)，多個擺球之間的間隔相同，并且位于同一水平線上。本發(fā)明機(jī)械式橫波演示儀不僅能夠形象的演示出橫波的波形，而且能夠真實(shí)的表現(xiàn)出橫波的產(chǎn)生和傳播的過程，并且本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，便于組裝和拆卸。
【IPC分類】G09B23-06
【公開號】CN104537929
【申請?zhí)枴緾N201410849683
【發(fā)明人】李陽, 陳卓, 王宏, 韓艷玲
【申請人】中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年12月30日