[发明专利]一种声波能量演示方法

权利要求书

1.一种声波能量演示方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一，设置左右两个空腔，两个空腔之间设置缓冲鼓膜，将声波发生器放置在右侧的空腔中，且右侧的空腔密封；

步骤二，在步骤一的基础上，在左侧的空腔中放置一个点燃的蜡烛，蜡烛位于缓冲鼓膜的前端；

步骤三，在步骤二中的蜡烛后方放置一个装有水的水杯，水杯内放置一个镜面朝上的第一反光镜，第一反光镜漂浮在水面上；

步骤四，在步骤三的水杯的后方放置一个第二反射镜，在第二反射镜的上方放置一个显像板，通过步骤三中的第一反光镜和本步骤中的第二反射镜可实现将蜡烛产生的光线投影到显像板上；

步骤五，在步骤四的基础上，启动声波发生器，声波发生器在使得步骤一中右侧的空腔内的空气振动，振动的空气带动步骤二中的缓冲鼓膜振动，缓冲鼓膜带动旁边的蜡烛的火焰晃动，晃动的蜡烛火焰经过步骤四中的光线反射过程将投影投射在显像板上；

步骤六，实验人员将对步骤五中呈现在显像板上的火焰的最高点记录在显像板上；

步骤七，改变声波发生器的频率或者振幅，重复上述步骤五和六，可研究不同频率和振幅的能量变化；

该方法采用声波演示装置实现，所述声波演示装置包括发声盒(1)、展示盒(2)、缓冲器(3)和减振垫片(4)；所述的发声盒(1)设置在展示盒(2)右侧；所述的缓冲器(3)设置在发声盒(1)和展示盒(2)之间；所述的减振垫片(4)设置在发声盒(1)和展示盒(2)下方；

所述的展示盒(2)包括盒体(21)、蜡烛(22)、水面反射装置(23)、侧向平面镜(24)和显像板(25)；所述的盒体(21)呈立方体形，该盒体(21)的右侧面与发声盒(1)联接且该面为单层玻璃，盒体(21)的顶面为透明的活动盖，且盒体(21)其余的四个面均为双层玻璃材质；所述的蜡烛(22)设置在盒体(21)内底部右侧；所述的水面反射装置(23)呈敞口的盒状，水面反射装置(23)内盛装有水，水面反射装置(23)内设置有底部平面镜(231)；所述的底部平面镜(231)的顶面为反射镜面，其底面上设置有泡沫，整个底部平面镜(231)漂浮在水面反射装置(23)内的水面上；所述的侧向平面镜(24)通过一个凸起的铰接座连接在盒体(21)内腔的左侧面上，盒体(21)左侧面与侧向平面镜(24)的顶边和底边等高的位置还设置有穿孔，侧向平面镜(24)上端下两端分别设置有一号调节索(241)和二号调节索(242)；所述的一号调节索(241)和二号调节索(242)分别从盒体(21)左侧面的上下两个穿孔中穿出；

调节一号调节索(241)或二号调节索(242)可调节侧向平面镜(24)的转动角度，以适应不同高度的蜡烛；所述的显像板(25)设置在盒体(21)右侧面上方；

所述的发声盒(1)包括隔音外壳(11)、发声盘(12)、敲击杆(13)、复位弹簧(14)、定滑轮(15)、牵引线(16)和力度刻度线(17)；所述的隔音外壳(11)呈立方体形，其左侧面为敞口并通过缓冲器(3)与盒体(21)联接，隔音外壳(11)顶部设置有通孔(111)；所述的发声盘(12)通过丝线悬挂在隔音外壳(11)内腔左侧；所述的敲击杆(13)设置在发声盘(12)右侧，敲击杆(13)顶部铰接在隔音外壳(11)内壁上，敲击杆(13)最底端呈尖刺形；所述的复位弹簧(14)设置在敲击杆(13)右侧，复位弹簧(14)一端与敲击杆(13)中部连接，该复位弹簧(14)另一端固定在隔音外壳(11)的内壁上；所述的定滑轮(15)设置在复位弹簧(14)右侧；所述的牵引线(16)一端与敲击杆(13)底端连接，牵引线(16)另一端从定滑轮(15)上绕过并从通孔(111)中穿过通向隔音外壳(11)的外部，且该端上还设置有拉环；所述的刻度线(17)设置在敲击杆(13)下方，刻度线(17)以敲击杆(13)顶部的铰接点为圆心呈弧形排列；

所述复位弹簧(14)在自然状态下，敲击杆(13)不与发声盘(12)接触；

所述发声盘(12)由两个圆形铜质薄片制成，铜质薄片的厚度为一毫米至两毫米，铜质薄片的边缘处通过钎焊焊接在一起，且铜质薄片的边缘处设有连接孔，连接孔与弹性连接绳连接，弹性连接绳将发声盘(12)悬吊在隔音外壳(11)内；两个铜质薄片内安装有调节器，调节器用于调节两个铜质薄片之间的间距，从而实现发声盘(12)厚度的调节；

所述调节器包括阳极头、阴极头和电解质水，所述阳极头和阴极头分别安装在发声盘(12)相反的两个位置上，发声盘(12)内装满电解质水；发声盘(12)的顶部设有排气孔，排气孔内安装有排气塞，发声盘(12)内安装有拉伸弹簧，拉伸弹簧的两端分别固定在两个铜质薄片上，拉伸弹簧用于将两个铜质薄片向内收紧；

所述声波演示装置具体操作方法包括如下步骤：

使用之前，首先调节发声盘(12)的厚度，然后，用手按住隔音外壳(11)，拉动牵引线(16)，牵引线(16)拉动敲击杆(13)，待敲击杆(13)旋转一定角度后，松开牵引线(16)，敲击杆(13)敲打发声盘(12)，发声盘(12)发声并将声音传递到展示盒(2)内，导致展示盒(2)内的蜡烛火焰以及水面反射装置(23)内的水面会有略微抖动；由于展示盒(2)内蜡烛火焰的光线经水面反射装置(23)反射到侧向平面镜(24)上，并由侧向平面镜(24)反射到显像板(25)上，在发声盒(1)发声时，反射到显像板(25)上的蜡烛光斑会有略微抖动，从而可以得知蜡烛火焰抖动，进而演示出了声音具有能量的特性；通过改变发声盘(12)的厚度进行多组实验，并记录下实验中蜡烛火焰的最高点，可研究发声盘(12)的厚度对声波的影响。