[实用新型]移动膜底式空气柱共鸣与声速测定教学演示装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种物理教学教具，具体地说是一种移动膜底式空气柱共鸣与声速测定教学演示装置。

背景技术

在中学物理的共振教学中，都涉及到共鸣与声速测定，其演示仪也有多种，通常情况下，都包括共鸣管、音叉、软锤、储水桶和共鸣箱，但共鸣和声速测定的演示有的不能同时进行，如在教共鸣时，往往采用两个音箱，每个音箱里放一个音叉，当击响其中的一个音叉，并达到最响时，再让它停止振动，则另一个音箱里的音叉振动，并发出声音，这就是共鸣。显然，这种实验只能演示共鸣，不能同时测定声速，功能单一。再如对于声速的测定，通常采用音叉空气管共鸣法，所使用的器具包括空气管、套管、储水桶、音叉和支架，空气管垂直的固定在支架上，空气管通过连通管与储水桶连接，套管套在空气管上，音叉置于套管的上口上，通过套管的伸缩改变空气柱的长度，当用橡皮锤激发音叉发出声波，同时移动套管改变空气柱的长度，使音叉发出的声波通过空气柱传播到水面上，再反射传播，便和音叉声波叠加形成驻波；当驻波共振声音达到最大时，则空气柱的高度符合声速测定公式，此时，便可根据空气柱的高度计算出声速。这种音叉空气管共鸣法所存在的不足在于：一是仍然采用音叉作为激发音，软锤锤击音叉后，音叉震幅随时间的延迟而逐步衰减，影响演示效果的稳定性和演示效果，而且需要两人操作，费时费力；二是采用水面反射，振动力差，自然共鸣效果也差，特别是在课堂上演示，后面的学生根本听不到，影响授课质量；三是由于空气柱的底面是用储水桶控制的，水容易流出，污染实验环境。对于以上技术的不足，有的将音叉改为扬声器，实现激发音的稳定。通过检索，目前尚未见通过震动膜改变空气柱长度来实现共鸣和声速测定的报导。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种不仅激发音稳定、省时省力，而且能通过震动膜改变空气柱长度、并能增大共鸣效果的移动膜底式空气柱共鸣与声速测定教学演示装置。

为了达到以上目的，本实用新型所采用的技术方案是：该移动膜底式空气柱共鸣与声速测定教学演示装置，包括空气管、扬声器、信号发生器、垂直支柱和底盘，垂直支柱垂直的固定在底盘上，扬声器设在与空气管的上口相对位置，其特征在于：所述的空气管的上、下端分别通过横向支架固定在垂直支柱上，空气管与垂直支柱平行，并有10-20cm的距离；所述的空气管内设有震动膜，震动膜的周边粘贴固定在滑环的上口上，在滑环的下口沿内对称的埋设四块磁片，在空气管上套设磁套，磁套的位置与四块磁片的位置在一个平面内，磁套的内直径与空气管的外直径一致；所述的扬声器由调节横架安装在垂直支柱上；所述的信号发生器固定在垂直支柱的上端。

本实用新型还通过如下措施实施：所述的震动膜为圆形陶瓷片，其直径与空气管的内直径一致，其厚度为0.1-0.4mm；

所述的横向支架的两端为套环，一端套环套在空气管上，用螺钉固定，另一端套在垂直支柱上，并通过相应的螺钉固定；

所述的空气管的壁上设有刻度，以便快速读出空气柱的高度。

本实用新型的有益效果在于：与目前在共鸣与声速测定教学中所使用的教具相比，不仅能同时进行共鸣和声速测定的演示，而且由于采用了震动膜作为空气柱衬底，在产生驻波时，不仅包含了空气柱的振动，还包含了震动膜的振动，所以放大了共鸣效果；由于震动膜的移动是通过推动磁套来实现的，所以操作方便，一个人便可以操作，省时省力。有利于提高教学效果。

附图说明

图1为本实用新型的结构轴向局剖视示意图。

图中：1、空气管；2、扬声器；3、信号发生器；4、垂直支柱；5、底盘；6、横向支架；7、震动膜；8、滑环；9、四块磁片；10、磁套；11、调节横架；12、螺钉。

具体实施方式