[实用新型]简谐振动演示仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种教学和实验中用的演示仪器，特别是涉及物理教学中的一种简谐振动演示仪。

背景技术

目前，在理论上可以用旋转矢量法表示一个简谐振动，简谐振动的图像为正弦或余弦曲线，教学中通常采用弹簧振子来演示简谐振动，这种演示，只能让学生观察简谐振动的现象，不能逼真地将匀速圆周运动与简谐振动的关系对应起来，不能演示振动曲线，有限地演示，限制了学生的思维，截至目前还没有现成的演示仪能完好地将简谐振动的理论演示出来。

发明内容

本实用新型的发明目的在于针对现有技术的缺陷，提供一种结构简单，使用方便，效果明显的简谐振动演示仪，该演示仪能很好地演示用旋转矢量法表示简谐振动，同时还能演示在质点做简谐振动时，质点位置随时间变化的图像。

实现上述目的采用以下技术方案：

一种简谐振动演示仪，包括箱体、发光二极管、控制器、矢量演示仪和图像演示仪，矢量演示仪与图像演示仪用导线连接，控制器安装在箱体内，

⑴所述的矢量演示仪主要由矢量演示板、底座组成，矢量演示板固定在底座上，在矢量演示板上设有以其中心点为圆心的参考圆，参考圆的圆心上安装有中心轴，该中心轴上铰接有与参考圆半径等长的导体指针，所述参考圆的圆周上均匀地设置有多个矢量演示发光二极管，演示板的内侧设有一条纵轴，纵轴上设置有多个与参考圆圆周上的矢量演示发光二极管串联连接的发光二极管，矢量演示发光二极管、发光二极管位于电源的正负极之间；

⑵所述的图像演示仪主要由图像演示板、底座组成，图像演示板固定在底座上，在图像演示板上设有呈正弦曲线均匀排布安装、由控制器控制的多个图像演示发光二极管；

⑶所述的控制器主要由多个移位寄存器组成，移位寄存器的个数与图像演示发光二极管的个数成比例。

采用上述技术方案，本实用新型可单独演示简谐振动的旋转矢量表示法，也可同时演示简谐振动的旋转矢量表示法和振动图像。结构简单，使用方便，演示效果好，该演示仪可应用于简谐振动的教学、实验中，适合在高中数学、物理、大学物理实验和教学中广泛使用。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型的电路连接结构示意图。

图中，矢量演示板1，参考圆2，矢量演示发光二极管3、3’，中心轴4，导体指针5，纵轴6，图像演示板7，图像演示发光二极管8，矢量演示仪底座9，图像演示仪底座10，控制导线11。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的描述。

本实施例是一种简谐振动演示仪，由箱体、控制器、矢量演示仪和图像演示仪等组成，控制器放在箱体内，矢量演示仪和图像演示仪的二极管主体在面板上，其引线在箱体内连接，矢量演示仪与图像演示仪的演示面板并排放置，位于箱体的前部。

见图1、图2，矢量演示仪由矢量演示板1、导体指针5、矢量演示仪底座9等组成，矢量演示板1是矩形板，固定在矢量演示仪底座9上。以矢量演示板1的中心点为圆心，在矢量演示板1上画参考圆2，该参考圆2的圆心上安装有中心轴4，中心轴4与控制导线11连接，控制导线11与控制回路连接。中心轴4上铰接有与参考圆2半径等长的导体指针5（OA），导体指针5以参考圆2的O点为圆心转动。在参考圆2的圆周上均匀地钻多个小孔，多个发光二极管将其称之为矢量演示发光二极管3插入孔内，其主体露在矢量演示板1上，其引线装在箱体内。本实施例设置16个矢量演示发光二极管3。在演示板1的内侧画一条纵轴（OY轴）6，纵轴6上均匀地钻多个小孔，多个发光二极管3’依次插入小孔内，其主体露在矢量演示板1上，其引线装在箱体内。本实施例的OY轴上安装9个矢量演示发光二极管3’。

见图1，图2，位于OY轴上的9个发光二极管3’的连接结构是：电源的正负极之间连接两个发光二极管3、3’， 发光二极管3在参考圆圆周上，发光二极管3’在纵轴6（OY轴）上，矢量演示发光二极管3与发光二极管3’串联连接，与电阻R、导体指针5相连接形成闭合电路。参考圆圆周、纵轴6上的矢量演示发光二极管3、发光二极管3’，与导体指针5一同组成矢量演示仪的发光体系。矢量演示仪的发光二极管发光直接由电源控制。

见图1，图像演示仪由图像演示板7、图像演示仪底座10等组成，图像演示板7是一矩形板固定在图像演示仪底座10上。在矢量演示板7上画上y’-t轴，按照正弦曲线的模式等间距均匀钻孔，多个发光二极管将其称之为图像演示发光二极管8依次插入孔内，主体露在图像演示板7上，其引线装在箱体内。本实施例的正弦曲线上均匀等间距安装18个图像演示发光二极管8。