CN2729848Y - 一种用于演示简谐横波形成、传播和干涉的教学用具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于演示简谐横波形成、传播和干涉的教学用具，包括静板、背板及里动板，静板与背板固定连接，且静板与背板间留有一夹缝，里动板活动设置在夹缝内，里动板与背板间可设置有一块或多块防滑块，背板下还设有一凸台及一块或多块外动板，外动板置于凸台上，各板块表面设置有供教学所用的图文标识。本实用新型结构在里动板与背板间设置了防滑块，有效地防止了里动板在演示过程中跌落；里动板相对静板匀速移动或同时结合外动板匀速移动时，可清楚地观察演示简谐横波的形成、传播、干涉强弱在空间分布的规律等，将抽象难懂的知识直观明晰地展现于学生眼前。

Description

一种用于演示简谐横波形成、传播和干涉的教学用具

技术领域

本实用新型涉及一种教学用具，具体来说是一种用于演示简谐横波形成、传播和干涉的教学用具。

背景技术

目前，在物理教学中，谐振和横波形成、传播与干涉历来是物理学中的难点，由于缺乏必要的辅助教学用具，教师在讲述的谐振和横波形成、传播与干涉的课程时，只能在黑板上描绘波形图或者采用多媒体来进行授课，一来既要耗费时间，增加教师备课的强度，二来教学不直观，学生没有实际操作谐振和横波形成、传播与干涉等教学仪器，难于理解教学内容。

发明内容

本实用新型克服上述现有技术的缺点，提供一种直观的、适用于学生操作的且用于演示谐振和横波形成、传播与干涉的教学用具。

本实用新型可以通过以下方式来实现：

一种用于演示简谐横波形成、传播和干涉的教学用具，包括静板、背板及里动板，静板与背板固定连接且静板与背板间设有一夹缝，里动板活动设置在夹缝内，所述里动板与背板间设置有一块或多块防滑块。

背板下面还设有一凸台及一块或多块外动板，该外动板置于凸台上，外动板为透明或半透明状，其表面设置有供教学所用的图文标识，背板还设有一支撑架及一适用于使用者推拉里动板的矩形长缝，该长缝适用于使用者在演示谐振和横波形成与干涉时推拉里动板，能动感十足地演示简揩横波形成、传播和干涉的过程；而该支撑架用于方便整个教学用具的摆放；背板面向静板一面设有一条或多条平行直线，该线既表示波线，也表示未离开平衡位置的质点。

静板为非透明状，静板上设置有等间距等高且宽度相同的竖直方向的透光缝，且在静板表面设置有供教学所用的图文标识。

里动板为非透明状，其两表面均设置有供教学所用的且与静板、外动板相匹配的图文标识。

背板的图文标识与外动板、里动板及静板的图文标识相匹配。

设在各板块上的图文标识为用于演示简谐横波形成、传播和干涉强弱在空间分布规律的，这些图文标识可为彩色图文标识。

本实用新型与现有技术相比有如下优点：

本实用新型结构简单、直观且便于学生操作，该结构在里动板与背板间设置了防滑块，有效地防止了里动板在演示过程中跌落，里动板相对静板匀速移动或同时结合外动板匀速移动时，可动感十足地观察演示简谐横波的形成、传播、干涉强弱在空间分布的规律等，将抽象难懂的知识直观明晰地展现于学生眼前。

附图说明

附图1为本实用新型结构示意图；

附图2为里动板的图文标识示意图；

附图3为里动板另一表面的图文标识示意图；

附图4为静板图文标识的示意图；

附图5为背板与静板组合效果示意图；

附图6为里动板与静板组合效果示意图；

附图7为里动板与静板另一组合效果示意图；

附图8为外动板上的图文标识示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述：

如附图1所示，本实用新型包括静板1、背板2及里动板3，静板1与背板2固定连接且静板与背板间设有一夹缝4，里动板3活动设置在夹缝4内，里动板3与背板2间设置有二块防滑块5。

背板2下面还设有一凸台11及一块外动板12，外动板12置于凸台11上，背板上还设置有一支撑架13，背板面向静板一面设有2条平行直线，该直线既表示波线，也表示未离开平衡位置的质点。

在本实施例中，里动板3采用非透明材料，如附图2、附图3所示，它正反二两面分别的图文标识为不同的波形，在该波形周围同时描绘有与配合波形形成与干涉的文字标识，演示时可根据不同情况使用不同的图文标识。

在附图2中，里动板3上描绘的图文标识为两列同频同相等幅的相干正弦简谐波，两波的波线均称为a线，两波线平行同向，两波线右端有一段粗线，该粗线表示波线上未离开平行位置的质点。b、c、d等标识线是平行于波线a的直线，并与波线a的距离分别是：

和A，其中A为设定为波的振幅。这些距离数值是在静板1标示出来的，用于静板1上各竖直透光缝上的质点谐振位移的指示，这些数值的标示，极大方便于教学，更利于学生理解教学的内容。

若将里动板3上的波形图中两列波中的任一列波的波峰改变为波谷，波谷改变为波峰，则构成了里动板3的另一面波形图，参见附图3，这样的情况叫同频反相等幅相干正弦谐波。其他板块的描绘的图文标识根据此依次类推。

如附图4所示，该图是设置有多条等间距等长且宽度为a的竖直透光缝，透光缝采用0、1、2、3……从左到右依次编号，静板1上还绘有一段振幅及波长均与里动板3相同的正弦简谐波曲线，该段正弦波线是固定的参考波形，此固定参考波形的波线同时与里动板3的两平行波线a之一是平行等高的。这固定参考波形是演示谐振和横波形成不可缺少的图文标识。当里动板3相对静板1匀速向右运动时，静板1的各竖立透光缝上显示出里动板3上的正弦波形，而在透光缝的作用下只看到部份的波段，这些波段则相当于质点，这些质点作上下动作的简揩振动，这些振动的质点中，有些是同相的，有些反相的，因而，为方便教学起见，静板1上还应该设置有同相及反相的标识，参见设置在透光缝侧的标识，如附图4、附图5、附图6所示的3、9、15、21、27等号的透光缝两侧的标识。

里动板3相对静板1向右匀速运动时，不但会显示到质点的谐振，而且有简谐波形向右传播，其波动方程为

$y=A\sin (\mathrm{\ωt}-\frac{x}{\mathrm{\λ}}2\mathrm{\π})$ (x轴正方向向右)

在某时刻t时，当9号质点在波峰处时，它的位移与静板1的位移标示值A相匹配，如附图5、附图6所示的8号和10号这两质点、7号和11号这两质点及6号和12号这两质点等等的位移，此t时刻应别为：

和0，静板1上的相邻两竖直的透光缝中心线间的距离d应是里动板3的波长λ的十二分之一，因而本教学用具设置d与λ的值为d∶λ＝1∶2。

使用时，当里动板3的一面与静板贴触，拖动里动板3时，可演示两列同频同相等幅的相干波的传播特性，如附图6所示。

当里动板3的另一面与静板贴触，拖动里动板3时，可演示两列同频反相等幅的相干波的传播特性，如附图7所示。

如附图8所示，外动板12的图文标识与静板1及里动板3的图文标识结合用于演示简谐横波干涉强弱在空间的分布规律。

本实用新型结构在里动板与背板间设置了防滑块，有效地防止了里动板在演示过程中跌落；里动板相对静板匀速移动或同时结合外动板匀速移动时，可动感十足地观察演示简谐横波的形成、传播、干涉强弱在空间分布的规律等，将抽象难懂的知识直观明晰地展现于学生眼前。

Claims (10)

1、一种用于演示简谐横波形成、传播和干涉的教学用具，包括静板(1)、背板(2)及里动板(3)，静板(1)与背板(2)固定连接，且静板与背板间留有一夹缝(4)，里动板(3)活动设置在夹缝(4)内，其特征在于：里动板(3)与背板(2)间可设置有一块或多块防滑块(5)。

2、根据权利要求1所述用于演示简谐横波形成、传播和干涉的教学用具，其特征在于：背板(2)下面还设有一凸台(11)及一块或多块外动板(12)，该外动板(12)置于凸台(11)上。

3、根据权利要求2所述用于演示简谐横波形成、传播和干涉的教学用具，其特征在于：外动板(12)为透明或半透明状，该外动板表面设置有供教学所用的图文标识。

4、根据权利要求1所述用于演示简谐横波形成、传播和干涉的教学用具，其特征在于：静板(1)为非透明状，静板上设置有等间距等高且宽度相同的竖直方向的透光缝，且在静板表面设置有供教学所用的图文标识。

5、根据权利要求1所述用于演示简谐横波形成、传播和干涉的教学用具，其特征在于：里动板(3)为非透明状，里动板两表面均设置有供教学所用的且与静板、外动板相匹配的图文标识。

6、根据权利要求1所述用于演示简谐横波形成、传播和干涉的教学用具，其特征在于：背板(2)的两表面均设置供教学用的图文标识，该标识与外动板、里动板及静板的图文标识相匹配。

7、根据权利要求3或4或5或6所述用于演示简谐横波形成、传播和干涉的教学用具，其特征在于：设在各板块上的图文标识为用于演示简谐横波形成、传播和干涉强弱在空间分布规律的图文标识。

8、根据权利要求7所述用于演示简谐横波形成、传播和干涉的教学用具，其特征在于：设在各板块上的图文标识为彩色图文标识。

9、根据权利要求1所述用于演示简谐横波形成、传播和干涉的教学用具，其特征在于：背板(2)设有一适用于使用者推拉里动板(3)的长缝。

10、根据权利要求1所述用于演示简谐横波形成、传播和干涉的教学用具，其特征在于：背板(2)背面上可设置有一支撑架(13)。

Images