CN201741307U - 发波水槽实验仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型为一种发波水槽实验仪，克服现有技术用大功率频闪灯、振动频率调整不便及俯看图像的不足，提供一种振动频率易调、微功率照明灯及可平视图像的发波水槽实验仪，包括机箱、水平摆在机箱上的平底透明水槽；在机箱后侧竖设一连接组件，连接组件上设可调高度的LED灯；连接组件侧边设一支架，可调频率和振幅的振动器与支架连接，振动器前端可更换地设有振子；机箱包括前侧面为投影屏的暗箱，暗箱内部设可将光线反射至投影屏并与投影屏成斜交关系的平面镜，包括频闪器的电源组件设在暗箱内后侧底部。本实用新型用LED灯；采用平面镜反射投影屏，图像清晰，有利观看；电子调频的振动器频率稳定调试方便；照明灯距离调整容易。
Description
技术领域
本实用新型属于物理实验仪器技术领域，具体涉及一种发波水槽实验仪器装置。
背景技术
波动及波的传播在宇宙中无处不在、无时不有，有关波动及波的传播知识是大学、中学物理学课程的重要内容之一，在中学物理课程中通常利用一种发波水槽的实验仪器通过观察水波的频率与振幅、水波的衍射、反射、干涉等现象，使学员从感性上初步认识波的特性。但现有的教学仪器市场所提供的发波水槽实验仪，存在诸多不足：1）采用100W卤素灯作为投影光源，卤素灯发热量大，温度高，而且合格的卤素灯产品的设计寿命也仅有20个小时；2）这种仪器采用低压直流供电，需设置大电流的电源为其供电，因此增加了仪器的成本和重量；3）采用卤素灯光源，光源盒内的温度高，一般光源盒为金属外壳，尽管内部采用电机风扇散热，灯罩外壳还是具有灼伤人的危险； 4）原仪器的频闪方式是在灯泡正下方放置一个由直流电机驱动的可旋转的叶片构成的光栅，利用其转动循环遮挡光的通过来实现频闪功能的，因此，增加了仪器的噪声，并且闪光频率稳定性差；5）外壳采用全钣金制造，增加成本。
中国专利公告号200944263Y，名称为“一种发波水槽实验仪”的实用新型专利，公开一种发波水槽实验仪，它包括发波水槽、频闪灯和操作面板,在发波水槽一端的操作面板上安装有一万向杆座,在操作面板上还设置有电源输端子、电源开关和振动频率调节钮;由万向杆座引出的两根万向杆延伸至中部;在其中一万向杆的杆头设置一可以随该万向杆上下移动及左右轴向旋转移动的主发振器,在另一万向杆的杆头设置有一可以随该万向杆上下移动的辅发振器;在发波水槽的另一端设置有一由装有若干可见光发光元器件和可调节灯光照射角度的频闪灯板所构成的频闪灯,频闪灯的闪光频率与主发振器的发振频率相同步;在发波水槽的底部铺设有不透明深色衬底。这种发波水槽仪器需用大功率的频闪灯，还用两个发振器，两个发振器调整不方便，尤其是它用水槽底部铺设的深色衬底来观察水波投影图像，人们只能从水槽顶上低着头观看水槽底的图像，观察者会受到水面反光的干扰，非常不方便；而且无法使成组的学员同时在水槽上面观看图像，课堂实验效率很低。
发明内容
本实用新型需要解决的技术问题是，克服现有技术应用大功率频闪灯使仪器温度高、振动频率调整不便以及不能平视观察图案的不足，提供一种振动频率调整容易、使用微功率照明灯及可平视观察图案的发波水槽实验仪。
本实用新型的目的是通过下述技术方案予以实现的：一种发波水槽实验仪，包括机箱、水平摆放在机箱上面的水槽，所述水槽的底部为平底透明结构；在机箱后侧竖直设有一连接组件，在连接组件上部设有可沿连接组件调整高度的LED照明灯；在连接组件侧边设有一支架，可调频率和振幅的振动器与支架为可调整相对高度的连接固定，振动器前端可更换地连接有振子；所述机箱包括暗箱，暗箱的前侧面为投影屏，在暗箱的内部设有可将自暗箱顶部入射的光线反射至投影屏的并与投影屏成斜交关系的平面镜，电源组件固定在暗箱内后侧底部，电源组件中包括设有控制LED照明灯频闪频率的频闪器。当打开受频闪器调制的LED照明灯，并开通振动器，使振子在水槽中引发水波，根据实验需要调节振动器上的振频调节旋钮，当振动频率与LED照明灯的频闪频率相同时，由平面镜反射投影在投影屏上的水波为静止状态；当振动频率大于频闪频率时，水波在投影屏上为向外扩散状态；当振动频率小于频闪频率时，水波在投影屏上为向内收缩状态；调节振动器的振幅调整螺杆可调节水波投影的清晰度至最佳状态，观察者可以在仪器的投影屏前平视观看水波。
所述平面镜为具有反光功能的平面镜。
作为优选，所述投影屏为磨砂玻璃制成，投影屏与平面镜的交角为45°；用磨砂玻璃做屏幕，使投影图象清晰无反光，可避免现有技术在水槽上方直接观看水底波纹会受到水面反光的干扰的弊端。
作为优选，所述支架上设有长槽，振动器利用销轴与所述长槽相连接，调整销轴与长槽的相对位置即可调整振动器的高度，从而调节振子与水槽中的水面接触深度。
作为优选，所述振子包括用于观察圆形波的单振子、用于观察波的干涉的双振子、用于观察平面波的平面波振子，以及用于观察衍射波的二只长挡板。
作为优选，所述连接组件由固定在机箱后侧的连接套、插在连接套中的伸缩杆及锁定螺套构成，伸缩杆上方固定LED照明灯，LED照明灯设有可将光线反射至水槽的灯罩；使用时通过调节伸缩杆的长度以调节LED照明灯的高度，然后旋紧锁定螺套即可。
本实用新型的有益效果是：
1.采用LED照明灯，高效节能，质量轻且寿命长；
2.采用平面镜反射投影屏，图像清晰，观察方位舒适，可同时观看的人数多，效率高；
3.电子方式调频的振动器，频率稳定可靠，调试方便；
4.照明灯照射距离调整容易。
附图说明
图1是本实用新型一种实施例的结构示意图；
图2是一种实施例多种振子的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方案对本实用新型作进一步描述。
实施例1：如图1所示，一种发波水槽实验仪，包括机箱1，平底透明的水槽2水平摆放在机箱1上面，在机箱1后侧竖直设有一连接组件3，在连接组件3上部设有可沿连接组件调整高度的LED照明灯4；在连接组件3侧边设有一支架5，用于发生水波的振动器6与支架5连接并可调整相对高度，振动器6前端连接有振子7；机箱1包括暗箱11，暗箱11的前侧面为投影屏112，在暗箱11的内部设有平面镜12，正方形的平面镜12固定在暗箱11内部的前下边与后上边两棱边处，平面镜12可将经暗箱顶部水槽2入射的光线反射至投影屏112，并与投影屏成45°交角，电源组件固定在暗箱内后侧底部，电源组件中包括设有控制LED照明灯频闪频率的频闪器。
振动器6的上面有一振动板61，振动板61的前端有一连接螺管62，振子7的柄部插在连接螺管62的固定孔中并用螺钉63固定，振幅调整旋钮64设在振动器6的上面右侧，振频调整旋钮65设在振动器6的左后侧面，振子7的振动部插进水槽2的水中，插入水中的深度利用调整振动器6在支架5上的连接高度确定，支架上设有长槽，固定振动器的销轴与所述长槽相连接，调整销轴与长槽的相对位置即可调整振动器的高度，从而调节振子7与水槽中的水面接触深度。
连接组件3由固定在机箱后侧的连接套31、插在连接套31中的伸缩杆32及锁定螺套33构成，伸缩杆32上方固定LED照明灯4，LED照明灯设有可将光线反射至水槽的灯罩。
作为发波的振子7为一组附件，包括用于观察圆形波的单振子71、用于观察波的干涉的双振子72、用于观察平面波的平面波振子73，以及用于观察衍射波的二只长挡板74。
实验仪的演示过程如下所述：
1.准备工作
1）将LED照明灯4的连接组件3的伸缩杆32拉出，调整好高度并将锁定螺套33锁紧；
2）在水槽2内注入5-8mm深的清水，充分湿润水槽四周边壁及使用的附件；
3）将发波所需的振子7固定在振动板61上，调节振动器6的高度使振子插入水面1-2mm。
4）将电源线先与仪器后部电源插口连接，再与AC220V/50Hz电源连接。观看者可以在仪器的正前方对着投影屏平视观看波形。
2．实验操作
1）演示圆形波
将单振子71固定在振动板61上，打开电源开关，仪器即进入工作状态。通过振子71的振动，投影屏112上即会出现圆形波图像。
根据实验需要调节振频调整旋钮65，当振动频率与光源频率相同时，水波在投影屏112上为静止状态；当振动频率大于光源频率时，水波在投影屏112上为扩散状态；当振动频率小于光源频率时，水波在投影屏112上为收缩状态；如水波投影不清晰时，可调节振幅调整旋钮64直至清晰为止。
2）演示波的衍射
按上述方法调整好圆形波后，将二只长挡板74一字形放在离振子中心约20mm处，调整二块挡板之间距离使之接近波长，可看到显著的衍射现象，然后调整挡板之间距离，可见到不同的衍射现象。
3）演示双振子干涉波
将双振子72固定好，按前述方法调整可看到明显的干涉波影像。
4）演示平面波
将平面波振子73固定好，按前述方法调整，使振子下边沿与水平面相平行，相交处要充分湿润，否则影像将略有弯曲。
5）演示波的反射
在平面波前45°斜放直挡板，即看到平面反射波的影像，通过调整挡板角度，可看到不同的反射影像。
Claims (6)
1.一种发波水槽实验仪，包括机箱、水平摆放在机箱上面的水槽，其特征是，所述水槽的底部为透明平底结构；在机箱后侧竖直设有一连接组件，在连接组件上部设有可沿连接组件调整高度的LED照明灯；在连接组件侧边设有一支架，可调频率和振幅的振动器与支架为可调整相对高度的连接固定，振动器前端可更换地连接有振子；所述机箱包括暗箱，暗箱的前侧面为投影屏，在暗箱的内部设有可将自暗箱顶部入射的光线反射至投影屏的并与投影屏成斜交关系的平面镜，电源组件固定在暗箱内后侧底部，电源组件中包括设有控制LED照明灯频闪频率的频闪器。
2.根据权利要求1所述发波水槽实验仪，其特征是，所述投影屏为磨砂玻璃制成，投影屏与平面镜的交角为45°。
3.根据权利要求1所述的发波水槽实验仪，其特征是，所述支架上设有长槽，振动器利用销轴与所述长槽相连接。
4.根据权利要求1或2或3所述的发波水槽实验仪，其特征是，所述振子包括用于观察圆形波的单振子、用于观察波的干涉的双振子、用于观察平面波的平面波振子，以及用于观察衍射波的二只长挡板。
5.根据权利要求1或2或3所述的发波水槽实验仪，其特征是，所述连接组件由固定在机箱后侧的连接套、插在连接套中的伸缩杆及锁定螺套构成，伸缩杆上方固定LED照明灯，LED照明灯设有可将光线反射至水槽的灯罩。
6.根据权利要求4所述的发波水槽实验仪，其特征是，所述连接组件由固定在机箱后侧的连接套、插在连接套中的伸缩杆及锁定螺套构成，伸缩杆上方固定LED照明灯，LED照明灯设有可将光线反射至水槽的灯罩。
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| GR01 | Patent grant | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: ZHEJIANG SUNFLOWER EDUCATIONAL EQUIPMENT CO., LTD. Free format text: FORMER OWNER: YUYAO SHENMA EDUCATIONAL EQUIPMENTS CO., LTD. Effective date: 20111227 |
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| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| COR | Change of bibliographic data |
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| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20110209 Termination date: 20130810 |