CN2598068Y - 激光李萨如图形演示仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种激光李萨如图形演示仪，是普通物理教学演示实验仪。现有技术的该类实验仪演示李萨如图形都是用电振荡信号合成，而用机械振动仪演示的屏幕小、操作复杂。本实用新型运用X、Y两组方向的振动器和激光器组成演示仪。两组振动器均是通过振动条在线圈中间穿过，且又处在两个磁极片之间，当线圈通有正弦波电流时形成振动，激光照射在振动条X一端的反射镜上经反射又到达振动条Y一端的反射镜形成合振动。调节两振动频率成整数比，则演示了李萨如图形。

Description

激光李萨如图形演示仪

技术领域

本仪器是一种供教学用的演示仪器，具体为激光李萨如图形演示仪

背景技术

演示李萨如图形一般都是用电振荡信号合成，不直观，作为实验演示效果不令人满意。用机械振动仪演示李萨如图形的屏幕都较小，且操作较麻烦。因此目前迫切需要一种在大教室可供许多人观看的李萨如图形的机械振动合成演示仪。

发明内容

本实用新型的目的是设计一种结构简单、成本低廉、演示效果好的李萨如图形演示仪。

本仪器是通过两个垂直放置振动条振动，振动合成后的波形通过激光投射在远处屏上供许多人观看。本仪器在国内首创，还没有看到国外同类型产品。2002年获全国高校物理仪器演示仪器评比一等奖。

本仪器主要有功率源、振动合成器、放大器这三个部分组成。

仪器面板图如图1(面板向上)，面板的左上方放置两个相互垂直放置的振动装置组成一个振动器。振动器中的振动装置有线圈、上、下两磁极片、振动条组成。振动条从线圈中间穿过，并且位于上、下两个磁极片之间，振动条一端粘有反射镜。激光器在它的右测，面朝振动条。面板的下方依次为X-Y频率/幅度校正电位器，X与Y频率比选择开关。产生正弦波电压信号的功率源和放大器可放在面板的下面的仪器箱内。如用盖子盖住，则可方便拎到教室在课堂上演示。

本实用新型的频率、振幅比均成整数比，并且均有可调节电位器：1∶1X频率调节电位器，1∶2X频率调节电位器，2∶3X频率调节电位器，3∶4X频率调节电位器；1∶1X振幅调节器，1∶2X振幅调节器，2∶3X振幅调节器，3∶4X振幅调节器等。

本实用新型的X、Y振动器、激光器均在演示仪的面板上，使演示更直观，效果更好。

本实用新型的频率、振幅调节电位器及其它电源等开关也均在演示仪的面板上，使演示操作更为方便。

本实用新型演示仪是如面板大小的箱型仪器，箱内是功率源、放大器等电路结构，便于携带。

当线圈通有正弦波信号电流时，线圈产生磁场使振动条磁化。由于电流是交变的，所以振动条的端点极性不断变化，又由于振动条处在永久磁钢的上、下两个磁极片之间(上、下磁极片分别为N极与S极)。所以振动条一端不断与上、下磁极片吸引、排斥，形成受迫振动。振动条端点上粘有镜子，当激光照在振动条X的镜子上经反射后又照在振动条Y的镜子上后照在远处屏上，则屏上光点的振动就是振动条X的振动与振动条Y的振动的合振动。由于光杠杆的作用，合振动的振幅被放大。如振动条X与振动条Y相互垂直放置，两振动频率成整数比，则可演示李萨如图形。

演示二维同频振动合成：李萨如图形激光演示仪平放在桌上，激光照射在远处屏上，“X∶Y转换开关”选择在“1∶1”上。打开X方向振动开关，演示X方向振动；关闭X方向振动开关，打开Y方向振动开关，演示Y方向振动；最后同时打开X，Y方向振动开关，演示两个相互垂直方向的简谐振动合成。

演示二维不同频，但两者的频率成整数比的振动合成，“X∶Y转换开关”分别选择在“1∶2”、“2∶3”、“3∶4”上，演示李萨如图形，如要使图象稳定(相位差趋向定值)，可调节Y频率微调旋钮。

本实用新型仪器结构简单，成本低廉，学生普物演示，可供许多人观看，适于教学演示，演示直观，效果良好。是一种具有广泛应用前景的教学实验仪。

附图说明

图1是本实用新型演示仪结构示意图。

图2是本实用新型演示仪振动器结构示意图。

图3是本实用新型演示仪两组振动器中振动条X、Y相对位置图。

图4是本实用新型演示仪电路方框图。

图5是本实用新型实施例功放、振荡电路图。

图6是本实用新型实施例激光控制电路图。

图7是本实用新型实施例仪器线路总图。

上述图中1是X-振动器，2是Y-振动器，3是激光器，4是电源指示，5是电源插座，6是电源开关，7是X振动开关，8是Y振动开关，9是1∶1X频率调节电位器，10是1∶2X频率调节电位器，11是2∶3X频率调节电位器，12是3∶4X频率调节电位器，13是1∶1X振幅调节电位器，14是1∶2X振幅调节电位器，15是2∶3X振幅调节电位器，16是3∶4X振幅调节电位器，17是X∶Y频率比选择开关，18是Y频率微调电位器，19是Y振幅调节电位器，20是激光器插座，21是线圈，22是磁铁，23是反射镜，24是上、下两个磁极片，25是振动条，26是固定螺丝，27是固定架，28是底座，29是稳压电源，30、31分别是X、Y方向振动电压信号发生器，32是比例变换开关，33是激光器插座。

具体实施方式

如图2振动器X构造示意图。振动条一端固定在固定架上，另一端贴上反射镜，线圈用直经为0.35毫米的漆包线绕1000圈左右。上、下两个磁极片一端与磁铁相吸，另一端悬空。振动器Y与振动器X结构相同。把振动条X平放，振动条Y垂放，如图3所示。仪器电路图如图4、5、6，该电路本领域技术人员均能方便实施。

Claims (5)

1、一种激光李萨如图形演示仪，由振动器、功率源和放大器组成，其特征是振动器是X、Y两组，每组的振动条(25)穿过线圈(21)中间，并且位于永久磁钢(22)的上、下两个磁极片(24)之间，振动条一端是反射镜(23)，激光器(3)在X组振动器一侧并面朝振动条，两组振动器的振动条位置是X、Y相互垂直，产生正弦波电压信号的功率源联振动器的线圈，同时联频率调节与振幅调节放大器。

2、根据权利要求1所述的激光李萨如图形演示仪，其特征是频率、振幅调节是整数比。

3、根据权利要求1所述的激光李萨如图形演示仪，其特征是振动器、激光器在演示仪的面板上。

4、根据权利要求1所述的激光李萨如图形演示仪，其特征是频率、振幅调节电位器、开关在演示仪的面板上。

5、根据权利要求1所述的激光李萨如图形演示仪，其特征是功率源、放大器在演示仪面板的箱内。

Images