[实用新型]驻波现象演示仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种驻波现象演示装置，特别是能同时演示同一材质，但张紧程度不同的三根弹性绳，在同一频率信号激励下，张力对传输波长的影响的表观效果。 

背景技术

目前，公知的驻波演示仪是由信号激励固定端、反射固定端、一根弹性绳和激励信号源组成。在信号激励固定端输入激励振动，利用入射波信号和反射波信号在同一根弹性绳上的叠加，通过调节激励信号的频率在弹性绳上形成稳定的图形来演示驻波现象。 

问题是公知的驻波演示装置一次只能演示一个驻波图形：在张力相同的情况下，通过调节频率可以展示同一弦线所承载的不同波长；在频率相同的前提下，通过调整两个固定端的距离，即弦长，以实现张力可调所带来的波长变化。 

演示实验的生命是其直观性。目前的驻波演示仪器由于一次演示一个驻波图形，不能很好实现不同张力对弹性绳所承载波长影响的对比演示。 

发明内容

为了克服现有的驻波演示仪器的缺陷和不足，本实用新型提供一种驻波现象演示仪，该演示仪采用在水平底座上固定的扬声器纸盆上，在纸盆内侧粘固一圆盘，在圆盘的上方固定一支架，在支架的另一端，连接一铝合金圆环的对称中心。该对称中心为一圆形承载器件，圆形承载器件与圆周边缘使用3根互成120度对称的弹性绳连接。该装置能够实现不同张力对弹性绳所承载波长影响的对比和同时演示。 

本实用新型解决问题所采用的技术方案是：信号源输出某一频率的机械振动信号，驱动扬声器纸盆振动，这一振动通过粘接在纸盆上的连接支架传输给圆形承载器件，引起圆盘中心的同步振动，三根连接圆环中心承载器件和圆环边缘的弹性绳将传输这一振动，并在铝合金圆环的圆周部分形成反射，反射波和入射波在相应弹性绳中相叠加。装置由铝合金圆环、圆形承载器、三根弹性绳、张力调节器、连接支架、扬声器、可调谐信号发生器组成；其特征是：采用圆环结构，圆环边缘和置于圆环中心处的圆形承载器，对称连接三根张紧程度不同的同一材质弹性绳，圆形承载器与连接支架的一端固定，支架的另一端与扬声器纸盆中固结的振动平面粘接。 

本实用新型的有益效果是：可以直观对比演示同一频率的机械振动，在不同张力的弹性绳中，形成驻波的波长不同的表观特征。装置结构简单，易于制作，但演示实验现象明显，反映的物理过程更加直观、清晰、全面，可加深对波长产生影响因素的理解。 

附图说明

图1是驻波演示仪示意图。 

图1中：1—铝合金圆环，2—弹性绳，3—张力调节器，4—圆形承载器，5—支撑细杆，6—扬声器，7—装置底座，8—信号发生器。 

具体实施方式

在图1中，演示仪器结构由上而下安装，分别是：铝合金圆环（含弹性绳、圆形承载器件）、支架、扬声器、装置底座、信号发生器。铝合金圆环通过圆形承载器与支架的一端相连，支架的另一端粘固在扬声器纸盆中预先粘接的平面上，在铝合金圆环的上安置3个张力调节器，每两个张力调节器与圆环中心连线夹角均为120度，并与弹性绳的一端相连，信号发生器与扬声器通过电路相连，并置于装置底座下方。利用可调谐信号源输出交变信号，交变信号驱动扬声器纸盆做同频率的机械振动，扬声器纸盆的振动带动支架，进而带动圆环中心做同频率的振动。由于各弹性绳的张力不同，调节张力调节器，使得每一根弹性绳上所呈现的驻波现象中，半波长图形的个数不同。通过半波长图形个数的不同，来演示张力与对波长的影响。