[實用新型]駐波互動演示裝置

有效

• 申請號: 201020538098.3
• 申請日: 2010-09-21
• 公開（公告）號: CN201812409U
• 公開（公告）日: 2011-04-27
• 發明（設計）人: 黃驥;吳為昊;陳康
• 申請（專利權）人: 上海科技館
• 主分類號: G09B23/10
• 分類號: G09B23/10
• 代理公司: 上海華祺知識產權代理事務所 31247
• 代理人: 左一平

技術領域

本實用新型涉及一種互動演示裝置。

背景技術

?繩波是一種簡單的橫波，在日常生活中，我們拿起一根繩子的一端進行一次抖動，就可以看見一個波形在繩子上傳播，如果連續不斷地進行周期性上下抖動，就形成了繩波。繩子的波形可以讓人對波有直觀的印象。然而，簡單的跳繩游戲無法直觀地呈現波形的千變萬化，更無法詮釋波的產生中所蘊含的各種科學原理。例如波的疊加、干涉、以及駐波形成的條件等等。

駐波是指，頻率和振幅均相同、振動方向一致、傳播方向相反的兩列波疊加后形成的波。兩列波疊加后波形并不向前推進，故稱駐波。駐波通過時，每一個質點皆作簡諧運動；各質點振蕩的幅度不相等，振幅為零的點稱為節點或波節，振幅最大的點位于兩節點之間，稱為腹點或波腹。對于駐波的概念，人們可以領會，但對于駐波是如何形成的，一直是中學教學的難點。

發明內容

本實用新型所要解決的技術問題在于提供一種駐波互動演示裝置，其能夠演示機械波在傳播時質點運動的特點，從而加深參與者對機械波以及駐波的理解。

本實用新型所采用的技術方案是：一種駐波互動演示裝置，包括：動力驅動機構，該動力驅動機構包括一動力源以及由該動力源驅動旋轉的轉軸；轉桿組件，該轉桿組件包括一轉桿，轉桿與轉軸相對設置；?繩子，該繩子的一端與動力驅動機構的轉軸連接，另一端與轉桿組件的轉桿連接；頻閃燈光源。

上述的駐波互動演示裝置，其中，該演示裝置還包括一伸縮組件；伸縮組件包括滑桿套筒以及設置在該滑桿套筒內并可沿水平方向往復移動的滑桿，轉桿組件固設在該滑桿的一端。

上述的駐波互動演示裝置，其中，該演示裝置還包括一用于帶動滑桿沿水平方向往復移動的偏輪旋轉組件，該偏輪旋轉組件包括手輪、輪軸、擺桿和連桿；手輪與輪軸的一端相連，輪軸的另一端與擺桿的一端相連；擺桿的另一端與連桿的一端固連，連桿的另一端與滑桿的另一端轉動連接；輪軸套設有一軸承，軸承支承于一軸承座上。

上述的駐波互動演示裝置，其中，擺桿、連桿和軸承座均設置在一外殼內，滑桿設有轉桿的一端以及手輪均設置在該外殼外，滑桿設有轉桿組件的一端由一輔助支架支承，滑桿的另一端穿過外殼，與連桿轉動連接；動力源為一電機，該電機由一電機支架支承，電機支架和電機均設置在一外罩內。

采用上述技術方案后，通過動力源帶動繩子旋轉，繩子在力的傳播過程中，會產生波浪形運動軌跡。調節頻閃燈的閃動頻率，可令參觀者直觀地看到不同軌跡、不同振幅的各種駐波波形，從而增加他們對機械波的理解。

附圖說明

圖1是本實用新型的演示裝置的主視示意圖。

圖2是圖1的側視示意圖。

圖3是圖1的俯視剖面結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型做出進一步說明。

本實用新型的駐波互動演示裝置，包括動力驅動機構、轉桿組件、伸縮組件、偏輪旋轉組件、繩子和頻閃燈光源。

參考圖1至圖4。動力驅動機構包括電機11以及由電機11驅動旋轉的轉軸12，電機11由一電機支架13支承，電機支架13和電機11均設置在一外罩14內。

轉桿組件包括一轉桿21，轉桿21與轉軸12相對設置，最好是，轉桿21與轉軸12的軸線位于同一條直線上。繩子3的一端與轉軸12連接，另一端與轉桿21連接。演示時，電機11通過轉軸12帶動繩子3旋轉，轉桿21隨之一起轉動，可以防止繩子打結。

伸縮組件包括滑桿套筒41以及設置在該滑桿套筒41內并可沿水平方向往復移動的滑桿42。偏輪旋轉組件包括手輪51、輪軸52、擺桿53和連桿54。手輪51與輪軸52的一端相連，在手輪51上還設有一手柄50。?輪軸52的另一端與擺桿53的一端相連，擺桿53的另一端通過一連接銷55與連桿54的一端固連。輪軸52套設有一軸承56，軸承56支承于一軸承座57上。擺桿53、連桿54和軸承座57均設置在一外殼58內，滑桿42的一端以及手輪51設置在外殼58外，轉桿組件固設在該滑桿42的一端。滑桿42的另一端穿過外殼58，通過一銷軸59與連桿54的另一端轉動連接。通過旋轉手輪51，可帶動滑桿42以及轉桿組件沿水平方向往復移動，進而影響繩子自身的震動頻率，讓參與者能夠體驗到視覺暫留現象。滑桿42設有轉桿組件的一端由一輔助支架23支承，輔助支架23、外殼58以及外罩14均設置在一底座6上。

本實用新型利用人眼的視覺惰性即視覺暫留結合頻閃燈光源的特殊作用，演繹了各種波形的形成。在未打開頻閃燈時，繩子因為轉速太快，看不出一定的規律，甚至看不清。打開頻閃燈后，調節頻率使頻閃燈閃亮的時間間隔與繩子經過同一位置的時間間隔相同或成整數倍，由于眼睛的視覺暫留，游客感覺繩子已經靜止，于是，便形成了直觀的波形圖。通過本實用新型的演示，參與者可以知道駐波現象，并了解駐波是怎樣產生的科學道理。