[实用新型]声波可见演示仪

说明书

技术领域

本实用新型属于科普展示用具领域，具体涉及一种可方便而清晰的将声音转换为可见波形的声波可见演示仪。

背景技术

众所周知，声音是由物体振动产生，声音是声波通过任何物质传播形成的运动，是不可见的。考虑到直观的演示需要，目前的物理学教学中，往往通过麦克风采集声音，通过电学方式转换信号，并以放大器进行信号放大后再在示波器上进行波形演示，以达到声波的可见目的。上述演示结构复杂而精细，操作专业性强，受实验环境局限性大，显然不能作为人们日常的演示设备而使用。

随着科技展会的普及，在近两年科技馆展品设计中，科普展品中开始逐渐出现易于操作且具备一定演示效果的声波演示装置。该类科普展品的设计原理和方法是利用机械装置完成结构设计，并利用人眼睛错觉以观察到声音波形。通常结构主要包括可转动的滚筒，滚筒表面贴附有黑白相间的反光薄膜，其黑白色的延伸方向平行滚筒轴线，同时在滚筒前方再垂直滚筒轴线方向布置六根吉他琴弦。实际演示时，通过拨动琴弦，通过声波的振动效应和人眼的视觉暂留，人们在通过琴弦而观察转动的滚筒表面时，会观察到类似正弦波形的错觉现象，从而使声波得以演示出来。上述结构固然具备部分声音显示的雏形，然而，若说其能清晰直观的把声波波形完整演示出来，这仍然是难以达到的。究其原因，一方面在于滚筒的转动动作都需要操作者手动操作，难免存在转速不均现象。而更重要的是，即使滚筒转速均衡，在拨动琴弦使其振动发声后，观察者也只有在非常细心留意观察的情况下，才能仅凭肉眼观察到滚筒表面处的波形显示状况，其显示效果极为不明显，这是本身结构所不可避免带来的固有缺陷。如何寻求一种结构简单而合理的声音演示装置，可在保证其操作简洁性的同时，大幅度提升声音的可见演示效果，为本领域近年来所亟待解决的技术难题。

发明内容

本实用新型的目的为克服上述现有技术的不足，提供一种结构简洁而合理的声波可见演示仪，可方便而清晰的将声音转换为直观可见的波形演示，其演示效果极佳。

为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：

声波可见演示仪，包括至少由绷紧展平状布置的振动薄膜所构成的声源接收端，振动薄膜的一侧膜面处贴附有反光片；所述声波可见演示仪还包括用于对反光片进行激光照射的光源端以及用于显示波形的显示端，所述显示端为长余辉反光组件，显示端的光接收面位于反光片的激光反射路径处且该光接收面可相对反光片作沿指定方向的直线运动或转动动作。

所述声源接收端还包括外形呈直套环状的收声筒，所述收声筒的底端管口以振动薄膜封闭包覆，收声筒的顶部开口端构成喊话端，反光片外形呈直径小于收声筒内径的薄圆盘状且与收声筒轴线同轴布置。

所述振动薄膜为硅胶振动薄膜；振动薄膜的相对布置反光片的另一侧膜面构成配合收声筒的配合面，振动薄膜以薄膜压圈扣压固接在收声筒底端外壁处。

所述反光片为平面反射镜，反光片的激光入射路径和激光反射路径间夹角为150°。

所述显示端包括滚筒支架以及固接于滚筒支架上的可沿其支架轴向转动的滚筒，滚筒外筒壁周向敷设长余辉反光薄膜，长余辉反光薄膜膜面构成前述显示端的光接收面。

所述显示端还包括控制滚筒以既定速度转动的直流减速电机。

所述光源端为红光激光笔。

所述声波可见演示仪还包括用于固接安置声源接收端、光源端和显示端的展台，所述展台上还设置有用于控制光源端开启和延时关闭以及显示端动作启动和延时停止的延时开关。

所述延时开关为延时按钮开关或延时延时感应开关，该延时开关的延时时效为1～2分钟。

本实用新型的有益效果在于：

1)、摒弃了传统结构所带来的视觉效果不清晰和操作性不强等诸多缺陷。一方面以振动薄膜结构，将声音转换为声波振动，以便于后续操作。另一方面，以振动薄膜上的反光片，通过光源端的激光照射和预先布置于反光片反射路径处的可动作的长余辉反光组件，从而实现了在振动组件和反光片间的联动效应。一旦反光片产生振动现象，此时其所反射的激光路径势必产生变化，进而导致长余辉反光组件处光接收端所接收光斑区域位置出现变化。随着上述光接收端不断相对反光片作相对转动乃至直线运动，该变化被长余辉反光组件记忆成曲线线条并被完整而清晰的演示出来，最终达到“看得见的声音”这一基本理念的演示目的。

本实用新型操作使用方便，演示声波波形效果明显，适合科技馆中用于声音类展品的科普展示。其结构设计简单，容易实现加工，成本低；设计的长余辉反光组件，可不断接收反射激光并显示光点移动的轨迹，即得到声音波形，其波形演示效果极佳。