[发明专利]光电式机械纵波演示装置

说明书

技术领域

本发明涉及物理教具领域，特别地，涉及一种机械纵波演示装置。

背景技术

在物理教学领域，为了加深学生对于物理现象的理解，通常需要进行现象演示；其中，在波动学中，对于横波现象通常较为形象；如，将常见的正弦波连续横移即为横波；然而，对于纵波，由于无法用现成的几何线条来描绘，因此比较难以想象；为此，通常需要借助长弹簧圈来进行演示，但是由于纵波在通过长弹簧圈时，仅使得弹簧圈的局部产生较小纵向压缩或拉伸，且速度较快，肉眼要观察到该种现象较为困难。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种光电式机械纵波演示装置，该演示装置可以清晰形象地将机械纵波现象进行实景演示，从而加深学生对于机械纵波的理解，提高教学质量。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该光电式机械纵波演示装置包括竖直向上拱起的拱形弹簧圈；所述拱形弹簧圈由弯曲成螺旋线的可形变窄条构成；沿着所述窄条延伸有LED灯条，所述LED灯条中的等距分布有相互并联的LED晶片，且各LED晶片所在的并联支路中串接有振动开关，所述振动开关仅在受到振动时使自身所在的并联支路接通；所述拱形弹簧圈的一端固定在固定基座上，且该固定基座内设有所述LED灯条的电源结构；所述拱形弹簧圈的另一端固定在一个可上下移动的活动滑块上；所述活动滑块设于操作基座内，该操作基座中设有可使所述活动滑块上下移动的操作组件。

作为优选，所述LED灯条为贴片型LED灯条，其基条构成所述可形变窄条；并且在窄条的正面敷设一层遮盖各LED晶片的荧光薄层，使各LED晶片产生的光照相周围扩散，以在所述拱形弹簧圈的局部形成一小段柔和的亮光。

作为优选，所述操作基座内包括有供所述活动滑块上下滑动的竖向滑道；所述操作组件包括固定于所述活动滑块上的竖直手柄，以及竖直支承于活动滑块与竖向滑道之间的复位弹簧；所述竖直手柄伸出所述操作基座，可通过竖直移动该竖直手柄，实现所述活动滑块的竖直移动；并且所述活动滑块与所述竖向滑道之间间隙配合，无竖向摩擦，以使所述复位弹簧可使移动后的活动滑块快速复位。

本发明的有益效果在于：该光电式机械纵波演示装置在使用时，只需通过所述操作组件使所述活动滑块竖向移动适当距离，再快速使活动滑块复位；则活动滑块在所述拱形弹簧圈中形成一个纵波，该纵波将在拱形弹簧圈的两个端部之间来回振动传递，直至波动能量被阻尼耗尽；在此过程中，所述LED灯条内部的振动开关在纵波到来时接通，而在纵波离开后断开，使得所述拱形弹簧圈的发光部位跟随纵波来回摆动，从而将纵波展现得淋漓尽致，以加深学生的纵波的理解，提高教学质量。

附图说明

图1是本光电式机械纵波演示装置一个实施例的结构示意图。

图2是本光电式机械纵波演示装置的拱形弹簧圈的局部示意图。

图3是本光电式机械纵波演示装置的电气结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

在图1所示的实施例中，该光电式机械纵波演示装置包括竖直向上拱起的拱形弹簧圈1；所述拱形弹簧圈1由弯曲成螺旋线的可形变窄条构成；沿着所述窄条延伸有LED灯条；在本实施例中，如图2所示，所述LED灯条为贴片型LED灯条，其基条11构成所述可形变窄条；并且在窄条的正面敷设一层遮盖各LED晶片D的荧光薄层13，使各LED晶片D产生的光照相周围扩散，即，LED晶片D处的亮度最大，并从LED晶片D中心处向该LED晶片两侧逐渐暗淡，以在所述拱形弹簧圈1的局部形成一小段柔和的亮光。

所述LED灯条的电气结构如图3所示，其沿着所述拱形弹簧圈的窄条延伸的两根电源主线直接连接电源结构U；该两根电源主线之间包括有等距分布相互并联的LED晶片D，且各LED晶片D所在的并联支路中串接有振动开关K，所述振动开关K仅在受到振动时使自身所在的并联支路接通；即所述拱形弹簧圈1中各区域的LED晶片D，仅在纵波通过过程中发光。