CN207441083U - 基于双电磁打点器的驻波演示器 - Google Patents
基于双电磁打点器的驻波演示器 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型涉及一种基于双电磁打点器的驻波演示器。由振源左盒体、右盒体、一对圆柱形支撑杆、绳体、学生电源、变频电源组成，还包括五个电磁打点计时器，五个开关、信号反射水平调节杆；所述振源左盒体为“L”形盒状结构，其上表面安装四只电磁打点计时器，所述右盒体也为“L”形盒状结构，其上表面安装了一只频率在1‑100Hz之间可调的变频电源供电的电磁打点计时器E；本实用新型的有益效果在于：（1）通过比较四根绳上驻波的多少，帮助理解波速、频率、波长三种之间的关系；（2）保持一个电磁打点计时器频率不变，使另外一个电磁打点计时器频率发生变化时，会发现只有两者频率相同时，才能形成稳定的驻波，从而理解波的叠加原理。
Description
技术领域
本发明涉及一种驻波演示装置，具体涉及一种基于双电磁打点器的驻波演示器。
背景技术
专利号200910045097.7公开了一种挂壁式驻波演示板，能够解决学生利用课间时间调出1个、2个、3个驻波，具有互动性，体积较小，适合学生使用，但是在遇到同样长度不同材料制成的弹性绳，到底分别能调出几个驻波，学生回答不上来，这就需要发明一种驻波演示比较装置，而市场上还没有这种比较装置，还有就是目前中学物理实验室设备中还没有两个不同或相同频率的电磁打点计时器演示驻波叠加问题的装置，当保持一个电磁打点计时器频率不变，使一个电磁打点计时器频率发生变化时，观察到驻波叠加效果如何，学生没有亲身体验，所以无法用语言描述其波形特征。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明采用如下技术方案，可以很好地解决上述背景技术中提出的问题。
一种基于双电磁打点器的驻波演示器，由振源左盒体、右盒体、一对圆柱形支撑杆、绳体、学生电源、变频电源组成，其特征在于：还包括电磁打点计时器A、电磁打点计时器B、电磁打点计时器C、电磁打点计时器D、电源线、开关A、开关B、开关C、开关D、电磁打点计时器E、开关E、信号反射水平调节杆、绳A、绳B、绳C、绳D、羊角螺母、竖直固定板、固定件A、固定件B；
所述振源左盒体从前侧面看为“L”形盒状结构，其空盒状水平底板上表面通过螺钉水平平行安装四只电磁打点计时器，分别是电磁打点计时器A、电磁打点计时器B、电磁打点计时器C、电磁打点计时器D，振源左盒体竖直盒状支撑板上方安装一块水平板，水平板上安装四只开关，分别是开关A、开关B、开关C、开关D，所述学生电源为低压交流电源，电压在4V-10V之间可调，所述学生电源的交流输出接线柱通过导线连接开关和电磁打点计时器，组成闭合电路；具体是开关A通过电源线连接电磁打点计时器A，开关B通过电源线连接电磁打点计时器B，开关C通过电源线连接电磁打点计时器C，开关D通过电源线连接电磁打点计时器D；所述振源左盒体的水平底板右侧面共设计两个洞孔，用于将一对圆柱形支撑杆的左端插入其中，并通过两个固定件A定位一对圆柱形支撑杆插入的深度，所述固定件A为圆环结构，它套装在一对圆柱形支撑杆的左端，用两枚螺钉穿过圆环侧面的带内螺纹的洞孔，通过旋转螺钉方式使固定件A在一对圆柱形支撑杆左端定位。
所述右盒体从后侧面看也为“L” 形盒状结构，其空盒状水平底板上表面通过螺钉仅安装一只电磁打点计时器E，右盒体竖直盒状支撑板上方安装一块水平板，水平板上安装一只开关E，所述变频电源为低压交流电源，电压在4V-10V之间可调，频率在1-100Hz之间可调，所述变频电源的交流输出接线柱通过导线连接开关E和电磁打点计时器E，组成闭合电路；所述右盒体的右竖直平面上安装一块竖直固定板，其上打有三个洞孔，三个信号反射水平调节杆从右盒体2的左竖直侧面分别水平穿过竖直固定板的三个洞孔，通过三组羊角螺母旋转相连，且三个信号反射水平调节杆的左端设计了穿线孔，右端表面设计有螺纹；所述右盒体的盒状水平底板的左侧面共设计两个洞孔，用于将一对圆柱形支撑杆的右端插入其中，并通过两个固定件B定位一对圆柱形支撑杆插入的深度，所述固定件B为圆环结构，它套装在一对圆柱形支撑杆的右端，用两枚螺钉穿过圆环侧面的带内螺纹的洞孔，通过旋转螺钉方式使固定件B在一对圆柱形支撑杆右端定位。
所述绳体包括绳A、绳B、绳C、绳D，由三至四种不同粗细、不同材料的轻绳组成，其长度可以调节；其中绳A左端连接电磁打点计时器A的打点针，右端连接电磁打点计时器E的打点针；其中绳B左端连接电磁打点计时器B的打点针，右端连接信号反射水平调节杆；其中绳绳C左端连接电磁打点计时器C的打点针，右端连接信号反射水平调节杆；其中绳D左端连接电磁打点计时器D的打点针，右端连接信号反射水平调节杆；通过调节绳体长度，一对圆柱形支撑杆插入左右盒体的深度，及通过调节羊角螺母、固定件A、固定件B，可使绳体绷紧。
进一步的改进在于，接通学生电源，打开开关A及开关E；保持电磁打点计时器A的工作频率50Hz不变，通过调节频率旋钮，使变频电源的频率在45-55Hz之间变化，即电磁打点计时器E的打点针的振动频率在45-55Hz之间发生变化时，会观察到绳A上驻波波形不稳定，且随时间变化；进一步地研究会发现，当电磁打点计时器E的工作频率也为50Hz时，才能形成稳定的驻波，便于老师讲解沿绳传播的两列波，频率相同时，两列波沿绳传播方向相反时，经过波的叠加，在绳体上形成了稳定的驻波波形。
本发明的有益效果在于：（1）接通电源，打开振源左盒体上四只开关，用同样长度不同材料制成的弹性绳体，通过调节一对圆柱形支撑杆的有效插入的深度，演示驻波，通过比较绳上驻波的多少，去理解波速、频率、波长三种之间的关系，进一步理解波速与绳体粗细无关，波速仅由介质决定，频率仅由波源决定，波长是由波速和频率共同决定；（2）保持一个电磁打点计时器频率不变，使另外一个电磁打点计时器频率发生变化时，观察到驻波波形的变化，会发现只有频率相同时，才能形成稳定的驻波，从而理解波的叠加原理和相干条件，比老师直接讲解说沿绳体传播的机械波遇到信号反射水平调节杆，再沿绳体反射回来，学生更易接受前者知识，学生经过亲身体验，对比分析，容易总结出双波源形成的波传播过程的叠加规律，即波的叠加原理，避免死记硬背。
附图说明
图1为本发明的结构示意图，
图中：1、振源左盒体，2、右盒体，3、一对圆柱形支撑杆，4、电磁打点计时器A，5、电磁打点计时器B，6、电磁打点计时器C，7、电磁打点计时器D，8、电源线，9、开关A，10、开关B，11、开关C，12、开关D，13、电磁打点计时器E，14、开关E，15、信号反射水平调节杆，16、绳A，17、绳B，18、绳C，19、绳D，20、学生电源，21、变频电源，22、羊角螺母，23、竖直固定板，24、固定件A，25、固定件B。
具体实施方式
实施例1，如图1所示，一种基于双电磁打点器的驻波演示器，由振源左盒体1、右盒体2、一对圆柱形支撑杆3、绳体、学生电源20、变频电源21组成，其特征在于：还包括电磁打点计时器A4、电磁打点计时器B5、电磁打点计时器C6、电磁打点计时器D7、电源线8、开关A9、开关B10、开关C11、开关D12、电磁打点计时器E13、开关E14、信号反射水平调节杆15、绳A16、绳B17、绳C18、绳D19、羊角螺母22、竖直固定板23、固定件A24、固定件B25；
所述振源左盒体1从前侧面看为“L”形盒状结构，其空盒状水平底板上表面通过螺钉水平平行安装四只电磁打点计时器，分别是电磁打点计时器A4、电磁打点计时器B5、电磁打点计时器C6、电磁打点计时器D7，振源左盒体1竖直盒状支撑板上方安装一块水平板，水平板上方安装四只开关，分别是开关A9、开关B10、开关C11、开关D12，所述学生电源20为低压交流电源，电压在4V-10V之间可调，所述学生电源20的交流输出接线柱通过导线8连接开关和电磁打点计时器，组成闭合电路；具体是开关A9通过电源线8连接电磁打点计时器A4，开关B10通过电源线8连接电磁打点计时器B5，开关C11通过电源线8连接电磁打点计时器C6，开关D12通过电源线8连接电磁打点计时器D7；所述振源左盒体1的右侧面下方共设计两个洞孔，用于将一对圆柱形支撑杆3的左端插入其中，并通过两个固定件A24定位一对圆柱形支撑杆3插入的深度，所述固定件A24为圆环结构，它套装在一对圆柱形支撑杆3的左端，用两枚螺钉穿过圆环侧面的带内螺纹的洞孔，通过旋转螺钉方式使固定件A24在一对圆柱形支撑杆3的左端定位。
所述右盒体2从后侧面看也为“L” 形盒状结构，其空盒状水平底板上表面通过螺钉仅水平安装一只电磁打点计时器E13，右盒体2竖直盒状支撑板上方安装一块水平板，水平板上方安装一只开关E14，所述变频电源21为低压交流电源，电压在4V-10V之间可调，频率在1-100Hz之间可调，所述变频电源21的交流输出接线柱通过导线8连接开关E14和电磁打点计时器E13，组成闭合电路；所述右盒体2的右竖直平面上安装一块竖直固定板23，其上打有三个洞孔，三个信号反射水平调节杆15从右盒体2的左竖直侧面分别水平穿过竖直固定板23的三个洞孔，通过三组羊角螺母22旋转相连，且三个信号反射水平调节杆15的左端设计了穿线孔，右端表面设计有螺纹；所述右盒体2的盒状水平底板左侧面共设计两个洞孔，用于将一对圆柱形支撑杆3的右端插入其中，并通过两个固定件B25定位一对圆柱形支撑杆3插入的深度，所述固定件B25为圆环结构，它套在一对圆柱形支撑杆3的右端，用两枚螺钉穿过圆环侧面的带内螺纹的洞孔，通过旋转螺钉使固定件B25在一对圆柱形支撑杆3的右端定位。
所述绳体包括绳A16、绳B17、绳C18、绳D19，有三至四种不同粗细、不同材料的轻绳组成，其长度可以调节；其中绳A16左端连接电磁打点计时器A4的打点针，右端连接电磁打点计时器E13的打点针；其中绳B17左端连接电磁打点计时器B5的打点针，右端连接信号反射水平调节杆15；其中绳绳C18左端连接电磁打点计时器C6的打点针，右端连接信号反射水平调节杆15；其中绳D19左端连接电磁打点计时器D7的打点针，右端连接信号反射水平调节杆15；通过调节绳体的长度至合适的长度，通过调节一对圆柱形支撑杆3插入左右盒体的深度，及通过调节羊角螺母22、固定件A24、固定件B25，可使绳体绷紧。
实施例2，接通学生电源20，打开开关A9及开关E14；保持电磁打点计时器A4的工作频率50Hz不变，通过调节频率旋钮，使变频电源21的频率在45-55Hz之间变化，即电磁打点计时器E13的打点针的振动频率在45-55Hz之间发生变化时，会观察到绳A16上驻波波形不稳定，且随时间变化；进一步地研究会发现，当电磁打点计时器E13的工作频率也为50Hz时，才能形成稳定的驻波，便于老师讲解沿绳传播的两列波，频率相同时，两列波沿绳传播方向相反时，经过波的叠加，在绳体上形成了稳定的驻波波形。
本发明的有益效果在于：（1）接通电源，打开振源左盒体1上四只开关，用同样长度不同材料制成的弹性绳体，通过调节一对圆柱形支撑杆3的有效插入的深度，演示驻波，可通过比较驻波的多少，去理解波速、频率、波长三种之间的关系，进一步理解波速与绳体粗细无关，波速仅由介质决定，频率仅由波源决定，波长是由波速和频率共同决定；（2）保持一个电磁打点计时器频率不变，使另外一个电磁打点计时器频率发生变化时，观察到驻波波形的变化，会发现只有频率相同时，才能形成稳定的驻波，从而理解波的叠加原理和相干条件，比老师直接讲解说沿绳体传播的机械波遇到信号反射水平调节杆，再沿绳体反射回来，学生更易接受前者知识，学生经过亲身体验，对比分析，容易总结出双波源形成的波传播过程的叠加规律，即波的叠加原理，避免死记硬背。
Claims (1)
1.一种基于双电磁打点器的驻波演示器，由振源左盒体（1）、一对圆柱形支撑杆（3）、学生电源（20）组成，其特征在于：还包括电磁打点计时器A（4）、电磁打点计时器B（5）、电磁打点计时器C（6）、电磁打点计时器D（7）、电源线（8）、开关A（9）、开关B（10）、开关C（11）、开关D（12）、固定件A（24）；
所述振源左盒体（1）从前侧面看为“L”形盒状结构，其空盒状水平底板上表面通过螺钉水平平行安装四只电磁打点计时器，分别是电磁打点计时器A（4）、电磁打点计时器B（5）、电磁打点计时器C（6）、电磁打点计时器D（7），振源左盒体（1）竖直盒状支撑板上方安装一块水平板，水平板上安装四只开关，分别是开关A（9）、开关B（10）、开关C（11）、开关D（12），所述学生电源（20）为低压交流电源，电压在4V-10V之间可调，所述学生电源（20）的交流输出接线柱通过导线连接开关和电磁打点计时器，组成闭合电路；具体是开关A（9）通过电源线（8）连接电磁打点计时器A（4），开关B（10）通过电源线（8）连接电磁打点计时器B（5），开关C（11）通过电源线（8）连接电磁打点计时器C（6），开关D（12）通过电源线（8）连接电磁打点计时器D（7）；所述振源左盒体1的右侧面下方共设计两个洞孔，用于将一对圆柱形支撑杆（3）的左端插入其中，并通过两个固定件A（24）定位一对圆柱形支撑杆（3）插入的深度，所述固定件A（24）为圆环结构，它套装在一对圆柱形支撑杆（3）的左端，用两枚螺钉穿过圆环侧面的带内螺纹的洞孔，通过旋转螺钉方式使固定件A（24）在一对圆柱形支撑杆（3）的左端定位。
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|---|---|---|---|---|
| CN111754846A (zh) * | 2020-07-29 | 2020-10-09 | 山东科技大学 | 一种驻波实验装置及实验方法 |
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| CN111754846B (zh) * | 2020-07-29 | 2022-04-15 | 山东科技大学 | 一种驻波实验装置及实验方法 |
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| GR01 | Patent grant | ||
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Granted publication date: 20180601 Termination date: 20190623 |
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