[发明专利]一种自由落体实验装置

权利要求书

1.一种自由落体实验装置，包括真空管(1)、设置在真空管(1)两端的电磁铁(2)和真空阀门(3)以及设置在真空管(1)内的羽毛和铁块，所述真空阀门(3)与外部真空机连接，所述电磁铁(2)与外部电源控制开关连接，其特征在于：所述真空管(1)包括羽毛管(11)和铁块管(12)，所述羽毛管(11)和铁块管(12)相互连通，羽毛设置在羽毛管(11)内，铁块设置在铁块管(12)内，所述电磁铁(2)包括用于吸住羽毛的羽毛电磁铁(21)和用于吸住铁块的铁块电磁铁(22)，所述真空阀门(3)包括羽毛阀门(31)和铁块阀门(32)，所述羽毛电磁铁(21)和铁块电磁铁(22)分别固定在羽毛管(11)和铁块管(12)的一端，所述羽毛阀门(31)和铁块阀门(32)分别一一对应固定在羽毛管(11)背向羽毛电磁铁(21)的一端和铁块管(12)背向铁块电磁铁(22)的一端，所述羽毛管(11)和铁块管(12)的内壁上均贴设有沿竖直方向排列的若干个光电门(4)，所述羽毛管(11)和铁块管(12)的外壁上均贴设有沿竖直方向排列的数量与光电门(4)一一对应的指示灯(8)，所述光电门(4)和指示灯(8)从上至下一一对应耦接，所述光电门(4)与指示灯(8)之间还耦接有延时器(6)，用于将光电门(4)输出的信号延时后输入到指示灯(8)内。

2.根据权利要求1所述的自由落体实验装置，其特征在于：若干个所述光电门(4)均具有信号输出线，所述羽毛电磁铁(21)和铁块电磁铁(22)均包括用于堵塞住羽毛管(11)和铁块管(12)端部的外壳(5)和设置外壳(5)内部的电磁铁体(7)，所述外壳(5)内设置有用于与延时器(6)耦接的导电盘(51)，所述外壳(5)呈圆柱状，所述导电盘(51)同轴嵌设在外壳(5)内，所述外壳(5)的侧壁上开设有导电连接口(52)，所述信号输出线的一端与光电门(4)耦接，另一端设有导电插片(41)，所述导电插片(41)通过导电连接口(52)插入到外壳(5)内，并与导电盘(51)相抵触，其中导电盘(51)的外壁与外壳(5)的内壁紧密贴合构成密封连接。

3.根据权利要求2所述的自由落体实验装置，其特征在于：所述导电盘(51)的上侧面和下侧面均设有导电内环(511)和导电外环(512)，所述电磁铁体(7)固定在导电内环(511)上，并与导电内环(511)电连接，所述导电外环(512)靠近导电连接口(52)设置，当导电插片(41)插入到外壳(5)时，导电插片(41)与导电外环(512)相抵触。

4.根据权利要求1或2或3所述的自由落体实验装置，其特征在于：所述延时器(6)包括若干个延时电路(61)和数量与指示灯(8)一一对应的指示灯延时电路(62)，其中，一个指示灯(8)、一个指示灯延时电路(62)和一个光电门(4)为一组，每组内的光电门(4)、指示灯延时电路(62)和指示灯(8)相互串联，其中，第一组的光电门(4)耦接于电源，次一组的光电门(4)耦接于一个延时电路(61)后与前一组的光电门(4)耦接。

5.根据权利要求4所述的自由落体实验装置，其特征在于：所述延时电路(61)包括：

反相器U1，该反相器U1具有输入端和输出端，所述输入端与前一组的光电门(4)耦接，输出端输出反相后的信号；

反相器U2，该反相器U2具有输入引脚和输出引脚，所述输入引脚耦接有放电电阻R后耦接于反相器U1的输出端，所述输出引脚耦接于本组的光电门(4)，所述输入引脚与输出端之间的节点耦接有电容C后接地。

6.根据权利要求4所述的自由落体实验装置，其特征在于：所述指示灯延时电路(62)包括：

三极管Q，该三极管Q的基极耦接有电阻R2后耦接有电容C1后接地，集电极耦接有指示灯(8)后耦接于光电门(4)，该集电极还耦接有二极管D后耦接于光电门(4)，发射极耦接有电阻R3后接地；

可变电阻Rp，该可变电阻Rp的一端耦接有电阻R1后耦接于电容C1，另一端耦接有电感L后耦接于光电门(4)。