CN103354051A - 音叉振动演示器 - Google Patents

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王汉青
唐丰
唐智川
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Abstract

本发明的目的在于提供音叉振动演示器，将音叉的振动转化为直观可见易分辨的图形，有利于学生观察到振动的实质。为了实现所述目的，本发明音叉振动演示器，包括光源和音叉，所述音叉上设有反射镜，还包括旋转扫描镜，所述旋转扫描镜包括支架，支架上设有安装在电机上的倾斜镜面，光源发射出的光线经过反射镜反射后正好发射到旋转扫描镜的倾斜镜面上。通过这样的设置，本发明中音叉所反射的光线如果照射到扫描镜的旋转斜面时，会经由旋转斜面的第二次放大作用，加以投射出去，并形成一个类似椭圆形的封闭图形。

Description

音叉振动演示器
技术领域
本发明涉及一种物理教学实验用具，尤其涉及一种音叉振动演器。 
背景技术
为了提高学生对物理现象的理解，在教学过程中需要用到一些演示用具。尤其在肉眼不易分辨的振动实验中，为了使得振动更明显，我们需要采用专门的演示设备。申请号为201010545451.5的发明专利《一种新型音叉振动演示仪》中就公开了一种演示设备，在音叉一支的上端粘一块轻而薄的反射镜，反射镜与音叉有倾斜角，在支架上固定一个半导体激光管。本发明的工作原理：将激光向在反射镜上，使反射后的光点落在壁上。当音叉没有振动时，光点为一小圆点；当音叉振动时，由于视觉暂留的原因，光点变成一根长条形的光柱。本仪器不但能听到音叉振动时发出的声音，还能清楚的观察音叉的振动。但是由于长条形的光柱在振幅较小的情况下还是很难分辨，这样的演示效果并不好。 
发明内容
本发明的目的在于提供音叉振动演示器，将音叉的振动转化为直观可见易分辨的图形，有利于学生观察到振动的实质。 
为了实现所述目的，本发明音叉振动演示器，包括光源和音叉，所述音叉上设有反射镜，还包括旋转扫描镜，所述旋转扫描镜包括支架，支架上设有安装在电机上的倾斜镜面，光源发射出的光线经过反射镜反射后正好发射到旋转扫描镜的倾斜镜面上。 
优选的，所述光源为激光发生器，其发出的光线在反射镜上的入射角为30度-45度。由于本发明光路较为复杂，因此通过这样的位置设置可以确保使用过程中尽可能少的光路干扰，同时几个部件也足够紧凑，避免占用过大的演示场地。 
优选的，所述倾斜镜面和支架所在平面之间的角度为30度-45度。倾斜镜面得镜面角度影响到一定距离内的成像大小。通过这样的角度设置能在30厘米的距离外投影出大小适中便于观察的影像。 
优选的，所述音叉下方还设有共鸣盒。共鸣盒能提高音叉的振动效果。 
优选的，所述共鸣腔为长方形中空木盒，所述音叉安装在共鸣盒顶部正中。这样的共鸣盒结构简单，安装方便。 
优选的，所述光源、音叉和旋转扫描镜均安装在一块底板上。这样的结构主要便于移动，可以使得光源、音叉和旋转扫描镜作为一个整体搬运，而不影响到他们相互位置。这样在移动后就不必单独调整 
优选的，所述底板边缘还树立一块投影白板。这样可以直接将图像投影到白板上进行观察。 
通过这样的设置，本发明中音叉所反射的光线如果照射到扫描镜的旋转斜面时，会经由旋转斜面的第二次放大作用，加以投射出去，并形成一个类似椭圆形的封闭图形。 
附图说明
图1是本发明音叉振动演示器的整体结构示意图。 
具体实施方式
如图1所示：本发明音叉振动演示器，包括光源1和音叉2，所述音叉2上设有反射镜3，还包括旋转扫描镜，所述旋转扫描镜包括支架4，支架4上设有安装在电机5上的倾斜镜面6，光源1发射出的光线经过反射镜3反射后正好发射到旋转扫描镜的倾斜镜面6上。所述光源1为激光发生器，其发出的光线在反射镜3上的入射角为30度-45度。所述倾斜镜面6和支架4所在平面之间的角度为30度-45度。所述音叉2下方还设有共鸣盒7。所述共鸣腔为长方形中空木盒，所述音叉2安装在共鸣盒7顶部正中。所述光源1、音叉2和旋转扫描镜均安装在一块底板上。所述底板边缘还树立一块投影白板8。 
我们以带有底座的音叉振动演示器为例，先将底座放于平坦的桌面上。共鸣盒7开口面朝前，我们把它定位在底座上方的右侧，并把粘有反射镜3的音叉2装上。将作为光源1的激光发生器固定并确保激光可以照射到音叉2的反射镜3上。 
安装旋转扫描镜，确保倾斜镜面6可以接收到音叉2上反射镜3所反射出的反射光。安装投影白板8使得倾斜镜面6反射出的激光最终射到投影白板8上，打开电机5，在音叉2静止的状态下投影白板8上可以看到整个类似于椭圆形的图案。 
用小锤敲击音叉2，在音叉2振动发声的状态下，观察投影白板8上的图案。 
音叉2所反射的光线如果照射到旋转扫描镜上的倾斜镜面6时，会经由倾斜镜面6的改变投射光线的位置，投射出去后形成一个类似与椭圆形的封闭图形。静止的音叉2产生的圆形是线形的椭圆，振动的音叉2产生的图形是带有波动的椭圆。这样有助于学生直观观察到振动的形态。和现有技术中仅仅是直线的图案相比，振动的变化更明显，更能激发学生的兴趣。 
以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的结构特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。 

Claims (7)

1.音叉振动演示器，包括光源（1）和音叉（2），所述音叉（2）上设有反射镜（3），其特征在于，还包括旋转扫描镜，所述旋转扫描镜包括支架（4），支架（4）上设有安装在电机（5）上的倾斜镜面（6），光源（1）发射出的光线经过反射镜（3）反射后正好发射到旋转扫描镜的倾斜镜面（6）上。
2.根据权利要求1所音叉振动演示器，其特征在于，所述光源（1）为激光发生器，其发出的光线在反射镜（3）上的入射角为30度-45度。
3.根据权利要求1所音叉振动演示器，其特征在于，所述倾斜镜面（6）和支架（4）所在平面之间的角度为30度-45度。
4.根据权利要求1所述音叉振动演示器，其特征在于，所述音叉（2）下方还设有共鸣盒（7）。
5.根据权利要求4所述音叉振动演示器，其特征在于，所述共鸣腔为长方形中空木盒，所述音叉（2）安装在共鸣盒（7）顶部正中。
6.根据权利要求1所述音叉振动演示器，其特征在于，所述光源（1）、音叉（2）和旋转扫描镜均安装在一块底板上。
7.根据权利要求6所述音叉振动演示器，其特征在于，所述底板边缘还树立一块投影白板（8）。
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