CN202677675U - 一种多普勒效应实验装置、系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出了一种多普勒效应实验装置，包括第一池、第二池、泵、管、槽、振源和液体物质。本实用新型还提供了一种多普勒效应实验系统，多普勒效应实验装置和控制设备；所述控制设备包括控制电路、控制面板、光源和箱体。本实用新型还提供了一种多普勒效应实验方法，采用所述的多普勒效应实验系统进行实验，包括以下步骤：将所述第一池内的液体物质持续通过管输送至所述第二池，使得第二池内的液体物质通过所述槽持续流回第一池，以在所述槽内形成液体的持续流动；振源振动触碰槽内的持续流动液体的液面；获取所述振源上游的波长和振源下游的波长。该装置、系统，能够长时间持续演示多普勒效应。
Description
技术领域
本实用新型涉及教育实验用品技术领域，尤其是涉及一种多普勒效应实验装置、系统。
背景技术
多普勒效应是众多领域学者必须研究的课题，通过实验仪器将多普勒效应直观地演示，对于初步认识多普勒效应的学习者来说，是非常有必要和有效的。
现有的演示多普勒效应的方法，是通过在液体表面上移动振源，观察液面上水波波长的变化进行演示。
然而发明人发现，由于实验室内的空间大多有限，所以盛放液体的容器较小，往往振源可移动距离很有限，导致多普勒现象非常短暂，不能持续较长时间，观察难度较大。
实用新型内容
本实用新型提出了一种多普勒效应实验装置、系统，解决了现有技术中多普勒效应演示不能持续较长时间的问题。
为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
一种多普勒效应实验装置，包括第一池、第二池、泵、管、槽和振源；所述管连通所述第一池和所述第二池；所述槽连通所述第一池和所述第二池，所述振源安装于所述槽的上方；所述泵用于将所述第一池内的液体物质通过所述管输送到所述第二池，并使得所述第二池内的液体物质通过所述槽持续流回所述第一池，所述液体物质在所述槽内形成处于所述振源下方的液面。
其中，还包括多孔板，所述多孔板位于所述第二池内的管的出液口以上、液面以下。
一种多普勒效应实验系统，包括如前所述的多普勒效应实验装置和控制设备；所述控制设备包括控制电路、控制面板和光源；所述控制电路包括第一控制电路和第二控制电路，所述控制面板包括第一控制面板和第二控制面板；所述第一控制电路，用于产生使所述振源振动的波形信号，与所述第一控制面板电性连接，所述第一控制面板上设有用于调节所述振源振动频率的第一按钮和一路以上波形信号输出端，所述振源电性连接至所述波形信号输出端。
其中，所述振源固定连接于可上下调节的悬臂上，所述悬臂固定连接于所述槽。
其中，所述槽的底部设置可旋转的刻度尺。
其中，所述第二控制电路和所述光源均与所述第二控制面板电性连接，所述第二控制面板上设有用于调节光源闪动频率的第二按钮；
所述光源置于所述多普勒效应实验装置的槽的下方，所述光源和所述槽之间还设有第一曲面透镜和/或螺纹透镜。
其中，还包括投影设备，所述投影设备位于所述槽的上方，用于将所述槽的液面的波动影像投射到幕布或墙壁上。
可见，本实用新型至少具有如下的有益效果：
1、本实用新型的一种多普勒效应实验装置、系统，利用泵将第一池内的液体物质持续抽送至第二池，再将第一池和第二池通过连通，在槽内形成持续的液体流动，振源与所述槽保持相对静止，因此形成了振源与流动液体的相对运动，只要泵运转，则液体物质会持续在第一池和第二池循环流动，振源振动时，就会持续出现多普勒效应，实现了有限空间内，多普勒现象的持续演示；
2、本实用新型的一种多普勒效应实验系统，通过第一控制电路和第一控制面板对所述振源的振动频率进行定量控制，为定量研究多普勒效应提供了重要参数。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型的一种多普勒效应实验装置的一种实施方式的结构示意图；
图2为本实用新型的一种多普勒效应实验系统的一种实施方式的结构示意图；
图3为本实用新型的一种多普勒效应试验系统的控制设备的一种实施方式的结构示意图；
图4为本实用新型的一种多普勒效应实验系统的控制面板的一种实施方式的示意图；
图5为本实用新型的一种多普勒效应实验系统的悬臂和振源的一种实施方式的结构示意图；
图6为本实用新型的一种多普勒效应实验装置的另一种实施方式的结构示意图；
图7为本实用新型的一种多普勒效应实验系统的另一种实施方式的结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
本实用新型提出了一种多普勒效应实验装置1，参见图1，包括第一池11、第二池12、泵13、管14、槽15和振源16（图中未示出）。
其中，所述管14连通所述第一池11和所述第二池12，所述槽15连通所述第一池11和所述第二池12，所述振源16安装于所述槽15的上方。
所述泵13用于将所述第一池11内的液体物质通过所述管14输送到所述第二池12，并使得所述第二池12内的液体物质通过所述槽15持续流回所述第一池11，所述液体物质在所述槽15内形成处于所述振源16下方的液面。
在实际操作时，所述第一池11和所述第二池12均盛放有液体物质，所述泵13置于第一池11内，沉没于所述液体物质中，所述泵13的出液口与管14的一端固定连接，管14的另一端插入第二池12的液体物质中。所述泵13运转时，将第一池11内的液体持续通过管14输送至第二池12。
泵13是输送液体或使液体增压的机械。它将原动机的机械能或其他外部能量传送给液体，使液体能量增加，主要用来输送液体包括水、油、酸碱液、乳化液、悬乳液和液体金属等，也可输送液体、气体混合物以及含悬浮固体物的液体。
对应地，所述液体物质为水、油、酸碱液、乳化液、悬乳液和液体金属等，或两种以上液体纯净物的混合物，优选地，作为一种可实施方式，可采用水，本领域技术人员可根据实际情况对液体物质做具体选择，本实用新型不做限定。
由于槽15将第一池11和第二池12连通，构成连通器结构，根据连通器原理，当泵13运转，第一池11内的液体借助泵13的动力将液体持续输送至第二池时，会使得第二池12内的液体自动从槽15流回第一池11，以此在槽15形成稳定宽面的液体。
振源16位于所述槽15液面上方，相对所述槽15静止，当所述槽15内有持续流动的液体时，振源16相对液体流产生了位移，当振源16振动时，多普勒效应就发生了。
为了防止管14出液口液体流出造成液面的波动，影响振源16产生的波形的质量，在本实施例中，多普勒效应实验装置还包括多孔板17，所述多孔板17位于所述第二池12内管14出液口以上、液面以下，优选地，如图1所示，可在第二池12内液面以下几厘米处加装一块与第二池12等面积的多孔板17。
本实用新型的一种多普勒效应实验装置1，实现了振源相对液体物质的移动，当振源振动时，形成的波形就会在液面上产生多普勒效应，与在液面上移动振源产生的现象等效，但克服了原有不能长时间观察的缺点。并可以通过控制泵的功率来调节液体流动速度，实现了对振源和液体物质的相对速度进行改变，更好地对多普勒现象进行演示和研究。
本实用新型还提供了一种多普勒效应实验系统，参见图2，包括多普勒效应实验装置1和控制设备2。
其中，多普勒效应实验装置1如前所述，包括第一池11、第二池12、泵13、管14、槽15和振源16，不再赘述。
所述控制设备2包括控制电路、控制面板21和光源22；所述控制电路包括第一控制电路和第二控制电路，所述控制面板21包括第一控制面板和第二控制面板；所述第一控制电路，用于产生使所述振源振动的波形信号，与所述第一控制面板电性连接，所述第一控制面板上设有用于调节所述振源振动频率的第一按钮和一路以上波形信号输出端，所述振源16电性连接至所述波形信号输出端。所述第二控制电路和所述光源均与所述第二控制面板电性连接，所述第二控制面板上设有用于调节光源闪动频率的第二按钮。
作为一种可实施方式，参见图3，控制设备2包括控制电路、控制面板21、光源22和箱体23。
控制电路包括第一控制电路和第二控制电路，所述控制电路置于所述箱体内部。
控制面板21包括第一控制面板和第二控制面板，控制面板置于所述箱体一侧面。
第一控制电路与所述第一控制面板电性连接，第一控制面板上设有一路以上波形信号输出端和振动频率调节按钮，振源电性连接至波形信号输出端。第二控制电路和光源与第二控制面板电性连接，第二控制面板上设有光源闪动频率调节按钮。
参见图4，图4为本实用新型的一种多普勒效应实验系统的控制面板的一种实施方式的示意图。在本实施方式中，所述第一控制面板包括第一显示器2101、第一粗调按钮2102、第一微调按钮2103、振幅调节按钮2104和两路波形信号输出端2105。第二控制面板包括第二显示器2106、第二粗调按钮2107和第二微调按钮2108。
第一控制电路能产生振源需要的正弦电信号，并能通过控制面板21第一粗调按钮2102和第一微调按钮2103进行频率粗调或微调，通过振幅调节按钮2104进行振幅调节，实现对振源产生的波动频率和振幅（强弱）的调节。并能在控制面板21上的第一显示器2101显示振动频率，便于调节和定量计算。
参见图5，图5为本实用新型的一种多普勒效应实验系统的悬臂和振源的一种实施方式的结构示意图。在本实施例中，所述振源16采用小型动圈式电磁振动头，将其固定在可上下调节的悬臂24上，悬臂24通过角铁241和螺丝242固定在水槽边，可以手动拧松螺丝242，实现悬臂24沿槽移动，调整振源16的位置。振源16通过导线161连接到第一控制电路的波形信号输出端2105。
优选地，在本实施例中，所述光源采用LED灯，对LED灯进行通断控制，从而实现灯的频闪。对其频率的控制主要通过第二控制电路的方波信号发生电路和控制面板21上的光源闪动频率粗调或微调旋钮进行，并能数码显示出LED灯的频闪频率，为了定量实验用，比如测量水波等液体的波速等，直观，方便调节。
优选地，在本实施例中，所述光源22嵌入所述箱体23的顶部，为了防止LED灯的发热导致高温，在所述箱体侧面和/或底部设有通风孔和/或风扇通风，以便降温。
优选地，在本实施例中，将光源22置于多普勒效应实验装置的槽的下方，光源22和槽15之间还设有第一曲面透镜和/或螺纹透镜，用以控制光的方向和强度，使其更适于观察槽15内液面的波动情况。
在本实施例中，槽15的底部设有可旋转的刻度尺，优选地，为了能够测量水波的波长，在槽的下面、以振源的正下方为圆心固定一个可以旋转的透明的毫米刻度尺18，如图6所示，当设有光源时，刻度尺18的旋转中心还应该与光源正对。
优选地，在本实施例中，所述多普勒效应实验系统还包括投影设备25，参见图7所示，所述投影设备25位于所述槽15的上方，用于将所述槽15液面的波动影像投射到幕布或墙壁上。优选地，所述投影设备25包括第二曲面透镜251和平面反光镜252，可以上下调节。
在本实施例中，为了实现对槽15中波动影像的清晰显示，LED光源的光通过第一曲面透镜和螺纹透镜照射到槽15的下方，同时为了方便观察和使用，在槽15的上方加装一个可以上下调节的第二曲面透镜251和平面反光镜252，将波动影像投射到幕布或墙壁上，提高了教学活动过程中的可看性和实用性。
本实用新型的一种多普勒效应实验装置、系统，针对无法连续看到稳定的多普勒效应现象，设计上采用“液体动振源不动”的方案，克服了原来因振源移动空间有限，而无法长时间观察多普勒效应的问题。
采用本实用新型提供的多普勒效应实验装置和系统，除了能清楚地看到多普勒效应之外，还能结合振源振动的频率和波动的波长测量出波在液体中的传播速度，然后通过随液体流移动的漂浮物的频闪照片，结合与水槽下面的刻度尺的刻度显示，可获得水流速度，或者通过其他方式获得水流速度，从而实现对水波多普勒效应的定量研究。
当液体物质为水时，还可通过调换槽上的振源，将单振头改成双振头便可进行水波的干涉实验。当关闭泵，水流不动时，通过单振头（或线振头）实现水波的衍射实验。还能通过在连接里垫入玻璃等介质，产生深水区和浅水区，可做水波的折射实验。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (7)
1.一种多普勒效应实验装置，其特征在于，包括第一池、第二池、泵、管、槽和振源；
所述管连通所述第一池和所述第二池；
所述槽连通所述第一池和所述第二池，所述振源安装于所述槽的上方；
所述泵用于将所述第一池内的液体物质通过所述管输送到所述第二池，并使得所述第二池内的液体物质通过所述槽持续流回所述第一池，所述液体物质在所述槽内形成处于所述振源下方的液面。
2.根据权利要求1所述的多普勒效应实验装置，其特征在于，还包括多孔板，所述多孔板位于所述第二池内的管的出液口以上、液面以下。
3.一种多普勒效应实验系统，其特征在于，包括如权利要求1或2所述的多普勒效应实验装置和控制设备；
所述控制设备包括控制电路、控制面板和光源；
所述控制电路包括第一控制电路和第二控制电路，所述控制面板包括第一控制面板和第二控制面板；
所述第一控制电路，用于产生使所述振源振动的波形信号，与所述第一控制面板电性连接，所述第一控制面板上设有用于调节所述振源振动频率的第一按钮和一路以上波形信号输出端，所述振源电性连接至所述波形信号输出端。
4.根据权利要求3所述的多普勒效应实验系统，其特征在于，所述振源固定连接于可上下调节的悬臂上，所述悬臂固定连接于所述槽。
5.根据权利要求3所述的多普勒效应实验系统，其特征在于，所述槽的底部设置可旋转的刻度尺。
6.根据权利要求3所述的多普勒效应实验系统，其特征在于，所述第二控制电路和所述光源均与所述第二控制面板电性连接，所述第二控制面板上设有用于调节光源闪动频率的第二按钮；
所述光源置于所述多普勒效应实验装置的槽的下方，所述光源和所述槽之间还设有第一曲面透镜和/或螺纹透镜。
7.根据权利要求6所述的多普勒效应实验系统，其特征在于，还包括投影设备，所述投影设备位于所述槽的上方，用于将所述槽的液面的波动影像投射到幕布或墙壁上。
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| CN 201220205414 CN202677675U (zh) | 2012-05-08 | 2012-05-08 | 一种多普勒效应实验装置、系统 |
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|---|---|---|---|---|
| CN102663930A (zh) * | 2012-05-08 | 2012-09-12 | 刘杰 | 一种多普勒效应实验装置、系统和方法 |
| CN105841565A (zh) * | 2016-06-02 | 2016-08-10 | 四川大学 | 多普勒效应综合实验仪数据测量标尺 |
| CN106910396A (zh) * | 2017-03-23 | 2017-06-30 | 西华师范大学 | 水波多普勒效应演示仪 |
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- 2012-05-08 CN CN 201220205414 patent/CN202677675U/zh not_active Withdrawn - After Issue
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|---|---|---|---|---|
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| CN102663930B (zh) * | 2012-05-08 | 2014-02-26 | 刘杰 | 一种多普勒效应实验装置、系统和方法 |
| CN105841565A (zh) * | 2016-06-02 | 2016-08-10 | 四川大学 | 多普勒效应综合实验仪数据测量标尺 |
| CN106910396A (zh) * | 2017-03-23 | 2017-06-30 | 西华师范大学 | 水波多普勒效应演示仪 |
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