[实用新型]新型波动演示仪

说明书

本实用新型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研制出“波动演示仪”，并且在1988年申请了中国专利（1）。用该仪器演示教学内容，效果很好。

但是，原波动演示仪只能做纵波的行波演示，对纵波不能制动，同时实验时间稍长即会出现横波的反射现象，为了解决这两个问题，我们在原波动演示仪的基础上进行了改进，研制出一种新型的波动演示仪，性能更加完善，效果更好。

为了解决纵波的制动问题，新的演示仪采用了以下几个措施：

一、将振杆盘（图2.8）下半部边缘增加麻面，提高摩擦力。

二、将原制动片改为双点式制动器（图3.31）像一个Y子的形状，Y子两上端内侧有泡沫塑料做的刹车布［32］，安装在每个振杆盘下面，使刹车布和振杆盘边缘靠近，以便接触时增加摩擦阻止振杆盘的运动。

三、增加一个专门的纵波制动器［33］，如图4所示，它是由制动板［35］、弹簧［37］、弹簧垫［38］、定位钢条［41］构成，制动板是用钢板制作的，长1100mm，宽、高均为40mm，中间空心的六方体，上下相对，两端穿一根定位钢条［41］，钢条直径φ5m／m，长  mm，在定位条上定位钢板的中间上下各安装一个弹簧［38］，弹簧用φ1m／m直径的钢丝制作，外形尺寸为φ20×30m／m，上下各一个，在上面弹簧的上面，下面弹簧的下面，固定在定位钢条上一个弹簧垫［38］，弹簧垫是直径φ30m／m铁片，一端上下各一个，共4个，图6是制动器一端的结构图，在上下两块制动板之间安置一块三角撑［42］，三角撑呈三角形，两个锐角角上各有一个穿孔，下面一孔用于同下面一制动板活动连接，另一个孔穿一绳子，拉动绳子，三角撑就不支撑上面的制动板，上下两块制动板就相互靠拢，压住中间的振子，从而达到制动的目的，如图5所示。若使用刻度线［36］，在制动板上标明，则可以对波动作定量分析。

制动器上下制动板两端各有一个安装孔［44］，底座［1］上也有安装销［45］，左右各一个，利用三角支架［43］将制动器安装在演示仪上，三角支架［43］用直径φ7m／m、边长为300×150m／m的钢材制成，如图6所示。

消除波的反射现象是制作了4片阻尼片［34］，如图3所示，直径φ100m／m，塑料制作，中间有一环形麻面，增加摩擦，安装在演示仪左边最外面5个振杆盘之间，增加它们之间的摩擦，将机械能转化为内能，从而使振子的振幅依次减小，消除波的反射现象。

为了便于快速安装振杆盘［8］，特将盘边两个穿孔（穿橡筋）向盘边缘开一斜槽——橡筋嵌槽［30］，如图2所示。

这样，新型波动演示仪不仅具有原型的优点，而且克服了原型不能很好的纵波制动的缺点，消除了波的反射现象，缩短了实验时间。振杆盘的安装速度也加快了。

附图说明：

图1：新型波动演示仪整体结构图（不带纵波制动器）

图2：振杆盘［8］

图3：双点式制动器和阻尼片

图4：纵波制动器结构图

图5：纵波制动器夹住振子

图6：纵波制动器一端结构示意图和安装三角撑。

其中：

1－底座（木质、塑料均可）

2－总体支柱（塑料、木质均可）

8－振杆盘（塑料）

11－振子（铝、塑料）

15－弹簧架（木质或塑料）

18－制动手柄（塑料）

22－摆锤（铸铁）

24－纵波振动锤（铸铁）

30－橡筋嵌槽

31－双点式制动器（钢板）

32－刹车布（泡沫塑料）

33－纵波制动器

34－阻尼片（塑料）

35－制动板（铁板）

36－刻度线

37－弹簧（钢条φ＝1m／m）

38－弹簧垫（铁板φ＝30mm）

39－定位条穿孔

40－刹车布（泡沫塑料）

41－定位钢条（钢条φ＝5mm）

42－三角撑（铁板）

43－纵波制动器支架（钢）

44－制动器安装孔

45－制动器安装销

参考文献：（1）中国专利88203485