[实用新型]波动演示仪

说明书

本发明的名称是波动演示仪，属于物理教学仪器。

在学校有关波的物理教学中，学生认为内容较抽象，不易掌握，对于波的性质、特征的理解感到困难。1986年，天津市南开大学附属中学王春长老师曾研制出一种“横波演示器”（1），它用单摆作振源，可以做许多有关横波的实验，通过它来演示教学内容，易于学生掌握波的知识，效果很好。

横波演示器尽管可以做许多波的实验，但是，演示的仅只是横波的内容，对于纵波则无法演示。而且由于振杆盘（图1.8）之间是弹性连接，在起振时会产生机械波。

因此，本发明在横波演示器的基础上作了实质性的改进，使仪器可以作横波，也可以做纵波实验，并且克服了机械波的产生。

为了产生纵波，在仪器的结构上除了有单摆横波振源外（图1、19.20.21.22），在底座（1）前方左侧装有一纵波振源，如图3所示，它主要是由条簧（23）、振动锤（24）、拨叉（26）构成。条簧是φ3×300mm的钢条，振动锤（24）是普通金属（钢、铁）制成，尺寸为φ30×30mm，上面有一定位螺栓（25），可以调节振动锤的高度，从而可以调节实验。拨叉（26）的两个金属叉子（钢丝）长10mm，间距2mm，实验时叉在一根振杆上。（其上也有定位螺栓），调节拨叉高度，用手拨动振动条簧，拨叉（26）就会拨动最左边的一个振杆，从而使振子（11）产生纵波的振动。

利用该发明，可以做许多关于波的实验，比较直观、真实、形象地观察到波的许多现象：波的传播、波的形状、速度、频率、周期，波的能量传递，波的传播与媒质的关系，波的反射、叠加、干涉、偏振等，本演示仪对于波的教学非常有帮助，每个学校都应当备有这种仪器。

无论是在演示横波还是纵波时，由于振子之间是弹性连接，因此在振源起振时会形成机械波，为了消除这一现象，我们把振杆盘（8）之间作成钢性连接，具体作法是在每一片振杆盘下面缵一直径～4mm小孔－－钢丝穿孔，如图2、17所示，在其中穿一根直径同小孔相等的钢丝（29），这样就使振杆盘钢性连接在一起，在振源起振时，消除机械波的产生，钢丝不需要时可以抽出来。

图1是波动演示仪整体结构图，图2是振杆盘钢丝穿孔示意图，图3是纵波振源，其中：

1－－底座（材料：木质、塑料均可）

2－－总体支柱（材料：塑料、木质均可）

3－－制动器导轨（材料：塑料、铝质均可）

4－－制动器底座（材料：塑料、铝质均可）

5－－升降器（材料：铁质、铝质均可）

6－－刹车布夹板（材料：塑料）

7－－刹车布（材料：泡沫塑料）

8－－振杆盘（材料：塑料）

9－－钢轴（材料：钢质）

10－－振杆（材料：钢质）

11－－振子（材料：铝质、塑料）

12－－大梁（材料：铝材）

12－－大梁（材料：铝材）

13－－钢轴定位板（材料：塑料、有机玻璃）

14－－橡筋（材料：橡胶、弹簧均可）

15－－弹簧架（材料：木质或塑料）

16－－弹簧定位螺栓（材料：钢）

17－－钢丝穿孔

18－－制动手柄（材料：塑料）

19－－拨叉（材料：钢质）

20－－摆杆（材料：钢质）

21－－振源架（材料：塑料、木质）

22－－摆锤（材料：铸铁）

23－－条簧（材料：钢质）

24－－纵波振动锤

25－－定位螺栓

26－－纵波拨叉

27－－条簧座

28－－弹簧穿孔

29－－钢性连接钢丝

参考文献：（1）王春长    横波演示器    物理实验6（1987）