[实用新型]二维驻波共振演示仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及物理实验仪器领域，更具体地说，本实用新型涉及一种二维驻波共振演示仪。

背景技术

现有的共振演示仪通常只能展现共振的现象，即通过改变频率将振动传给振动元件，并展现驻波振动的现象。例如，驻波演示仪(环形驻波)HZB-1，SW-1驻波演示仪,振动频率和振动幅度分别可调，振动频率由五位数码管显示，由驱动膜的振动，进而驱动环形软性圆环，弹簧和金属片，通过频率调节可以观察到稳定的振动图像。但此种振动图像存在一定的缺陷性，由于驱动软性圆环来观察振动图像，所以只能观察到振动的现象，而无法准确的观察到驻波的实际位置以及具体走势。又比如，改变频率只能通过振动与否以及强烈程度来进行分析，没有另外的数据来对于实际的振动效果展开更加深入的讨论。另外，在进行振动现象演示的时候，因振动元件大多选用金属条或者金属棒，只能观察到一维驻波的传递现象，对于二维驻波在平面内实际产生的波节等均无法体现，对于振动现象的展示仅为浅层次的演示。由此可见，开发一种采用在二维平面上显示克拉尼图形的方式，能够直观地观察到演示现象，操作简单容易理解，方便数据的测量，更具有观赏性，尤其是在不同的频率下，能够显示出不同的克拉尼图形，可以据此判断分析，或者测量数据，使演示效果得到进一步保证的二维驻波共振演示仪是很有必要的。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本实用新型还有一个目的是提供一种二维驻波共振演示仪，其采用在二维平面上显示克拉尼图形的方式，能够直观地观察到演示现象，操作简单容易理解，方便数据的测量，更具有观赏性，尤其是在不同的频率下，能够显示出不同的克拉尼图形，可以据此判断分析，或者测量数据，使演示效果得到进一步保证。

为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种二维驻波共振演示仪，包括：

音频发生器，包括功放板和与所述功放板的音频连接端连接的喇叭，所述喇叭内设置有振动膜。

驻波演示装置，其包括水平演示板和垂直支撑在所述水平演示板下方的传振管，所述水平演示板的上方分布有可自由活动的颗粒，所述传振管的下端与所述振动膜固定连接。

优选的是，所述功放板设置有多个用以调节功放板参数的调音旋钮。

优选的是，所述水平演示板为方形板或圆形板，所述传振管的上端可拆卸连接所述水平演示板的几何中心。

优选的是，所述水平演示板的厚度为0.5-1.5mm。

优选的是，所述传振管为中空圆柱形管体，所述传振管的直径为4.0-8.0mm。

优选的是，所述颗粒为盐粒、砂粒或者荧光颗粒。

优选的是，还包括箱体、控制器和显示屏，所述箱体套设在所述驻波演示装置的外部，所述箱体内部设置有紫外灯和摄像头，其中，所述紫外灯与所述控制器相连，所述显示屏与所述摄像头相连。

优选的是，所述摄像头设置在与所述水平演示板的几何中心相对的所述箱体内部的顶板上。

本实用新型至少包括以下有益效果：

本实用新型所述的二维驻波共振演示仪，通过音频发生器的功放板将音频信号放大，并传递给与所述功放板的音频连接端连接的喇叭，引发设置在所述喇叭内的振动膜振动；所述驻波演示装置包括水平演示板和垂直支撑在所述水平演示板下方的传振管，所述水平演示板的上方分布有可自由活动的颗粒，所述传振管与所述振动膜固定连接，通过传振管将振动传递给所述水平演示板，引起共振，在所述水平演示板上形成振动波，振动波传递到所述水平演示板的边界处发生反射，形成振动波的振幅和频率形同的反射波，反射波与振动波在所述水平演示板叠加形成驻波，从而带动所述水平演示板上方的颗粒进行复杂的振动，而由于驻波的相干性，波节处保持不动，颗粒在波节处存留形成克拉尼图形，从而完成二维驻波共振的演示；克拉尼图形的形状会因信号的频率的大小而演变出不同的图形，从而构成一个完整的共振演示过程。采用显示克拉尼图形的方式，能够直观地观察到演示现象，操作简单容易理解，方便数据的测量；用质量轻，散度大的颗粒，可方便的构成克拉尼图形，更具有观赏性。尤其是在不同的频率下，能够显示出不同的克拉尼图形，可以据此判断分析，或者测量数据，使演示效果得到进一步保证。

本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本实用新型所述二维驻波共振演示仪的结构示意图；