SU1094048A1 - Устройство преимущественно дл моделировани броуновского движени - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ПРЕИМУЩЕСТВЕННО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ БРОУНОВСКОГО ДВИЖЕНИЯ, содержащее генератор синхроимпульсов, видеоконтрольный блок, сумматоры и селекторы, отличающеес  тем, что, с целью повышени  демонстрационного эффекта, оно содержит элемент задержки, счетчик, генераторы шума, аналого-цыфровые преобразователи, цифроаналоговые преобразователи и блок гашени  луча, при этом каждый из генераторов шума через последовательно соединенные соответствующие аналого-цифровой преобразователь , сумматор, селектор и цифроаналоговый преобразователь подключен к соответствующему управл юшему входу видеоконтрольного блока, причем выход генератора синхроимпульсов подключен к управл ющим входам аналого-цифровых преобразователей и через элемент задержки к управл ющим входам счетчика, блока гашени  луча и сумматоров, при этом выходы счетчика подсоединены к соответствующим адресным входам селекторов, а выход блока гащени  луча - к третьему входу видеоконтрольного блока. (Л

Description

;о

4;:

О

N

00 Изобретение относитс  к учебным пособи м по физике и предназначено дл  нагл дного моделировани  броуновского движени . Известно-устройство дл  моделировани , содержащее генератор синхроимпульсов, видеоконтрольный блок, сумматоры и селектор 1. Однако известное устройство не позвол ет моделировать броуновское движение, что сужает его функциональные возможности. Целью изобретени   вл етс  повышение демонстрационного эффекта. Указанна  цель достигаетс  тем, что устройство , содержащее генератор синхроимпульсов , видеоконтрольный блок, сумматоры и селекторы, содержит также элемент задержки , счетчик, генераторы щума, аналогоцифровые преобразователи, цифроаналоговые преобразователи и блок гащени  луча, при этом каждый из генераторов щума через последовательно соединенные соответствующие аналого-цифровой преобразователь , сумматор, селектор и цифроаналоговый преобразователь подключен к соответствующему управл ющему входу видеоконтрольного блока, причем выход генератора синхроимпульсов подключен к управл ющим входам аналого-цифровых преобразователей и. через элемент задержки к управл ющим входам счетчика, блока гащени  луча и сумматоров, при этом выходы счетчика подсоединены к соответствующим адресным входам селекторов, а выход блока гащени  луча - к третьему входу видеоконтрольного блока. На чертеже представлена блок-схема устройства . Устройство содержит два идентичных канала управлени  лучом по горизонтали и вертикали, каждый из которых содержит последовательно включенные генератор 1 щума , аналого-цифровой преобразователь 2, сумматор 3, селектор 4 и цифроаналоговый преобразователь 5. Кроме того, устройство содержит последовательно соединенные генератор 6 синхроимпульсов , элемент 7 задержки и счетчик 8. К соответствующим входам видеоконтрольного блока 9 подсоединены цифроаналоговые преобразователи 5 каждого из каналов отклонени  луча и выход блока 10 формировани  сигнала гашени . Выход генератора 6 синхроимпульсов подключен к управл ющим входам аналогоцифровых преобразователей 2, выход элемента 7 задержки - к управл ющим входам сумматора 3 и формировател  10 сигнала гащени , а выходы счетчика 8 подсоединены к соответствующим адресным входам селекторов 4. Каждый из каналов устройства моделирует движение лищь одной составл ющей ( горизонтальной или вертикальной) одной частицы. Каждый из селекторов 4 селектирует сигналы , моделирующие либо вертикальные, либо горизонтальные составл ющие движени  частицы на входы соответствующих цифроаналоговых преобразователей 5. В случае необходимости моделировани  нескольких частиц в каждом из каналов добавл етс  соответствующее количество последовательно соединенных блоков 1, 2 и 3, подключенных к соответствующим входам селекторов 4. Селектор 4 селектирует сигналы с выходов первой группы цепочек, моделирующих все вертикальн-ые составл ющие движений частиц, на входы первого цифроаналогового преобразовател  5, а второй селектор 4 - сигналы с выходов второй группы цепочек, моделирующих все горизонтальные составл ющие движений частиц , на входы второго цифроаналогового преобразовател  5. Период следовани  синхроимпульсов с выхода генератора 1 больще посто нной преобразовани  аналогоцифровых преобразователей 2. Устройство работает следующим обраГенератор 1 щума одного из каналов, например первой цепочки, выдает сигналы с амплитудой, адекватной тепловому щуму. По синхроимпульсу с выхода, генератора б аналого-цифровой преобразователь 2 этой цепочки преобразует сигнал щума из аналоговой формы в цифровой (в последовательном коде) сигнал, который заноситс  в сумматор 3 тем же синхроимпульсом, ко задержанным элементом 7 задержки на врем  посто нной преобразовани  аналогоцифрового преоб4эазовател  . Каждый последующий сигнал (со своим знаком) с выхода аналого-цифрового преобразовател  2 суммируетс  с предыдущим содержимым сумматора 3, с выхода которого сигналы о его текущем состо нии поступают на входы первого селектора 4. Одновременно аналогичным образом формируютс  и поступают на соответствующие входы второго селектора сигналы с выходов сумматора первой цепочки другого канала . Счетчик 8 считает поступивщие на его вход синхроимпульсы и выдает в параллельном коде сигналы, поступивщие на адрес le входы селекторов 4. Селекторы 4 последовательно и синхронно селектируют сигналы с выходов соответствующих цепочек обеих групп на входы цифроаналоговых преобразователей 5. Аналоговыми сигналами с выходов цифроаналоговых преобразователей 5 осуществл етс  управление положени  луча видеоконтрольного блока 9. Формирователь 10 выдает сигнал гащени  луча на видеоконтрольный блок 9 в течение времени переноса луча от изображени  одной частицы к изображению другой частицы . В результате на экране видеоконтрольного блока формируютс  изображени  нескольких,  рких точек, двигающихс  по экрану подобно наблюдаемым в микроскоп броуновским частицам. Моделирование температуры среды обитани  броуновской частицы (одной или нескольких одновременно ) осуществл етс  одновременной регулировкой эффективного значени  сигналов на выходах соответствующих пар генераторов 1 щумов.

В предлагаемом устройстве все перемещени  световых п тен по экрану осциллографа определ ютс  лишь сигналами, тепловых шумов на выходах генераторов шумов. Так как реальное броуновское движение происходит также вследствие теплового движени  молекул, то предлагаемое устройство  вл етс  наиболее точной его моделью .

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ПРЕИМУЩЕСТВЕННО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ БРОУНОВСКОГО ДВИЖЕНИЯ, содержащее генератор синхроимпульсов, видеоконтрольный блок, сумматоры и селекторы, отличающееся тем, что, с целью повышения демонстрационного эффекта, оно содержит эле- мент задержки, счетчик, генераторы шума, аналого-цыфровые преобразователи, цифроаналоговые преобразователи и блок гашения луча, при этом каждый из генераторов шума через последовательно соединенные соответствующие аналого-цифровой преобразователь, сумматор, селектор и цифроаналоговый преобразователь подключен к соответствующему управляющему входу видеоконтрольного блока, причем выход генератора синхроимпульсов подключен к управляющим входам аналого-цифровых преобразователей и через элемент задержки к управляющим входам счетчика, блока гашения луча и сумматоров, при этом выходы счетчика подсоединены к соответствующим адресным входам селекторов, а выход блока гашения луча — к третьему входу £ видеоконтрольного блока.