[发明专利]一种简谐运动振动图像实验装置

说明书

本发明公开了一种简谐运动振动图像实验装置，该实验装置在扫描显示板上设置多个红外接收管和对应的多个发光二极管，单摆球作简谐振动，用单摆球发出的红外光去扫描显示板上的多个红外接收管，红外接收管输出信号给触发电路模块M，触发电路模块M锁定红外接收管对应的发光二极管发光，扫描显示板设置四个小轮和一个直流电机，有两个小轮的轴上设置大齿轮，大齿轮由直流电机上的小齿轮驱动，从而使扫描显示板在轨道上作匀速直线运动，这样就有多个被锁定的发光二极管发光，用光滑线连接各个发光点，则构成了简谐振动的图像。本发明的有益效果是:实验装置结构简单，快捷直观明了，发光的图像可观性好，便于学生掌握简谐运动知识。

技术领域

本发明涉及一种物理教学仪器，特别是一种简谐运动振动图像实验装置。

背景技术

简谐运动是高中物理选修3-4第一章的教学内容， 简谐运动是机械振动与机械波教学中的重要基础知识，简谐运动教学中教材上采用理想的弹簧振子运动进行讲究，并说明用频闪光源拍照，把很多的照片排列起来得到简谐运动振动位移随时间变化的振动图像，再依据振动图像讲解相关知识。在实际教学过程中存在明显的不足，一是教材阐述的振动装置，没有摩擦力或摩擦力很小，难以实现，二是用频闪光源拍照，把很多的照片排列起来得到振动图像只能是一说而过，在课堂是无法完成的，因而学生听起就会感到陌生，理解起来比较困难，不利于学生快速准确的理解知识要点。

发明内容

为了快捷直观地演示简谐运动振动图像，克服以上不足，本发明涉及一种物理教学仪器，特别是一种简谐运动振动图像实验装置。该实验装置采用在扫描显示板设置多个红外接收管和多个发光二极管，单摆球作简谐振动，用单摆球发出的红外光去扫描显示板的多个红外接收管，红外接收管输出信号给触发电路模块M，触发电路模块M锁定红外接收管对应的发光二极管发光，扫描显示板设置一个直流电机和两个小轮，两个小轮由直流电机驱动，使扫描显示板在轨道上作匀速直线运动，因此多个被锁定的发光二极管发光构成了振动图像。本发明解决其技术问题所采用的方案主要有以下几点。

1.该实验装置包括支架、摆球、扫描显示板、水平轨道、电池A、直流电机、触发电路模块M、红外发射管、红外接收管、发光二极管、控制开关和调速开关等部分，其中，摆球用拉线悬挂在支架上作简谐振动，水平轨道设置在支架底部；扫描显示板由电池A、直流电机、触发电路模块M、红外发射管、红外接收管、发光二极管、控制开关和调速开关等组成并单独构成一个整体。

2.该实验装置所述的摆球的内部还设有红外光发射电路，红外光发射电路由电池B、开关、红外光发射管和套管组成，电池B的正极与开关的一端相连，开关的另一端与红外光发射管的正极相连，红外光发射管的负极与电池B的负极相连，红外光发射管安装在套管内，以便控制红外光光束的大小。

3.该实验装置所述的扫描显示板设置带凹槽的四个小轮和一个直流电机，有两个小轮的轴上设置大齿轮，大齿轮由直流电机上的小齿轮驱动，从而使扫描显示板在水平轨道上作匀速直线运动，所述的扫描显示板下表面还设置电池A和调速开关，电池A的正极与调速开关的一端相连，调速开关的另一端与直流电机的正端相连，直流电机的负端与电池A的负极相连，所述的扫描显示板下表面还设置触发电路模块M，电池A的正极与控制开关的一端相连，控制开关的一端的另一端与触发电路模块M的供电正端相连，触发电路模块M的供电负端与电池A的负端相连，触发电路模块M还与上表面的红外接收管和发光二极管相连，触发电路模块M锁定红外接收管对应的发光二极管发光。

4.该实验装置所述的扫描显示板中设置多个触发电路模块M相并联，每个触发电路模块M设置多个红外接收管，并输出多个信号，锁定多个发光二极管发光，实现扫描显示板有大量的发光二极管发光，增大扫描显示板上发光二极管发光的密度。

5．该实验装置所述的红外接收管和发光二极管的顶部均与固定面板平齐。