[发明专利]一种PT相变演示装置

说明书

本发明公开一种PT相变演示装置，包括：第一支架、第二支架、悬绳、滑轮、负载、第一振动摆、第二振动摆、摆动检测模块、测距模块、能量调节模块、控制模块和绘图模块；摆动检测模块生成第一摆动状态信号和第二摆动状态信号；测距模块检测获得第一距离和第二距离；能量调节模块减少第一振动摆的能量而增加第二振动摆的能量；控制模块根据第一摆动状态信号和第二摆动状态信号控制能量调节模块的开启与关闭；绘图模块获得第一距离和第二距离，并根据第一距离绘制第一振动摆的摆动轨迹和根据第二距离绘制第二振动摆的摆动轨迹。本发明提供的PT相变演示装置，提高了对实验数据的处理效率并缩短了实验时间。

技术领域

本发明涉及物理测试技术领域，具体涉及一种PT相变演示装置。

背景技术

耦合振动是指几个互相独立的振动通过力、电场或磁场等方式发生关联，从而实现振动间能量转换的过程。耦合振动现象普遍存在，它可能产生危害，也可以被利用。

通过在张紧的悬绳上，对称地系牢2个摆长和质量都相同的震动摆，可以构成一个耦合受迫振动系统。现有技术中，利用上述耦合受迫振动系统进行实验，使用高频摄像机高速摄像来记录摆锤的运动，通过后期对图像的处理可以获得摆锤的运动轨迹。通过改变实验条件，对运动轨迹进行对比分析，可以发现PT(Parity and time-reversal)对称相向破坏的PT对称相的变化，即PT相变。由于采用摄像机对耦合振动的过程进行记录，运动轨迹的获取需要进行后期处理，不能现场用图形演示PT相变的过程，整个实验过程时间较长。

因此，如何提出一种PT相变演示装置，不仅能够模拟耦合摆的振动耦合和能量转换过程，还可以现场观察到PT相变，提高实验数据处理的效率并缩短实验时间成为业界亟待解决的重要课题。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种PT相变演示装置。

本发明提供一种PT相变演示装置，包括：

第一支架、第二支架、悬绳、滑轮、负载、第一振动摆、第二振动摆、摆动检测模块、测距模块、能量调节模块、控制模块和绘图模块；

所述第一支架和所述第二支架平行设置，所述第一支架上部安装所述滑轮，所述悬绳一端固定在所述第二支架上部，另一端通过所述滑轮连接所述负载，所述悬绳在所述第二支架上的固定端的高度与所述悬绳与所述滑轮接触的最高点的高度相等；

所述第一振动摆和所述第二振动摆的摆线长度相同，且摆锤质量相等，所述第一振动摆和所述第二振动摆间隔固定在所述第一支架和所述第二支架之间的所述悬绳上，所述第一振动摆距离所述第一支架的距离与所述第二振动摆距离所述第二支架的距离相等；

所述摆动检测模块，用于在检测到所述第一振动摆摆动到第一预设检测位置时生成第一摆动状态信号，以及检测到所述第二振动摆摆动到第二预设检测位置时生成第二摆动状态信号；

所述测距模块，用于检测获得所述第一振动摆距离预设位置的第一距离和所述第二振动摆距离所述预设位置的第二距离；

所述能量调节模块，用于减少所述第一振动摆的能量而增加所述第二振动摆的能量；

所述控制模块，用于根据所述第一摆动状态信号和所述第二摆动状态信号控制所述能量调节模块的开启与关闭；

所述绘图模块，用于接收所述第一距离和所述第二距离，并根据所述第一距离绘制所述第一振动摆的摆动轨迹和根据所述第二距离绘制所述第二振动摆的摆动轨迹；

所述摆动检测模块和所述能量调节模块分别与所述控制模块相连，所述测距模块与所述绘图模块相连。