[發明專利]一種機械波演示儀

無效

• 申請號: 201310320815.3
• 申請日: 2013-07-29
• 公開（公告）號: CN103400520A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發明（設計）人: 高藝
• 申請（專利權）人: 高藝
• 主分類號: G09B23/06
• 分類號: G09B23/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于一種教學用具領域，特別是涉及一種用于演示機械波的演示儀。

背景技術

生活中，波的傳播現象比較常見，但大都不是直觀可見。在高中物理教學中為幫助學生認識和理解，教材中例舉了藝術體操“帶操”表演中的彩帶飛舞，還有抖動柔軟的長繩，以使學生觀察橫波的形成和傳播，物理老師也在課堂上進行實際演示，但是由于演示的機械波波形不規則，且無法較長時間的持續，使得我們難以直觀觀察到波的傳播效果，從而影響了同學們對波的感性認知。為了能有效幫助同學認識到這一規律，需要一種能動態演示波傳播的教學用具。目前使用的波的實物教學用具除了用柔軟長繩等，還有模擬波傳播的機械裝置。但特別能動態演示波的傳播教學用具還不完善。中國專利CN201638422雖然也公開了一種用于教學的橫縱波演示儀，但該橫縱波演示儀操作繁瑣，制作較復雜，屬于機械波的模擬演示。并不能真正讓學生觀察到客觀真實的機械橫波的形成和傳播。

發明內容

針對上述現有技術中的不足，本發明主要目的是提供一種機械波演示儀，能夠直觀展示機械波的形成及傳播，且儀器結構簡單、成本較低，操作簡便，方便教學多次演示。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：一種機械波演示儀，其包括：演示儀架、彈性振子列、阻尼器；所述演示儀架包括能放置在桌面的底座、一橫桿及兩根豎桿，所述兩根豎桿下端固定于所述底座上，所述橫桿的兩端固定于兩根豎桿的上端；所述彈性振子列包括多個彈性振子，所述每個彈性振子由一彈性件及一固定在彈性件下端的振子構成，所述多個彈性振子等間隔的懸掛在所述橫桿上，所述多個彈性振子的振子均處于同一水平高度；所述彈性振子列的多個振子間通過一具有彈性的線狀物體等間距的橫向串連起來；位于所述彈性振子列兩端的振子固定在與其相鄰的豎桿上；所述阻尼器固定在處于所述彈性振子列的尾端的振子下面。本發明中所述的彈性振子能夠在豎直方向作振幅在5-8cm之間的振動，彈性振子豎直懸掛后彈性件能夠拉伸6cm-9cm長。本發明的儀器在演示時要將固定于豎桿的彈性振子列起始端的振子解開，將其做上下運動。本發明中每個彈性振子的彈性件的長度是相同的，一般長度在30cm-40cm之間，每個振子的大小及質量都是相同的，因此每個振子的固有頻率是相同的。

優選的，所述彈性件選用的是細彈簧或橡皮筋。

優選的，所述具有彈性的線狀體是橡皮筋。本發明中所述的具有彈性的線狀體將多個振子等間隔的串聯成一串，相鄰兩個振子間的橡皮筋稍有繃緊但不要太緊。通過每個振子與具有彈性的線狀體固定連接，當其中一個振子做上下運動時就會帶動旁邊的振子運動，以實現波的傳播。

優選的，所述振子是金屬小球。

進一步的，所述振子是不銹鋼小球、鋁合金小球、銅球中的一種。

優選的，所述阻尼器包括盛有液體的燒杯及阻尼物塊，所述阻尼物塊用剛性桿件固定于所述振子下面，所述阻尼物塊浸沒于所述燒杯內的液體中。本發明中所述阻尼物塊選用的是與燒杯內液體的比重相近或相同的物體。本發明中燒杯里的液體是水，所述阻尼物塊用的是橡皮塞。

進一步的，所述阻尼物塊設有兩個，所述兩個阻尼物塊分別懸掛于處于所述彈性振子列的尾端的兩個振子上。本發明中如果一個阻尼器衰減振動能量還不夠，可以在最后兩個振子都下面安裝阻尼物塊。

優選的，所述彈性件的長度在30cm-40cm之間。

進一步的，所述振子的直徑在1.0cm--2.0cm之間。

優選的，所述彈性振子的數量在25-45個之間。

本發明所述的機械波演示儀在演示時，將波源的第一個振子小球的橡皮筋與豎桿的連接解開，手持這個振子小球做上下運動，控制好振幅和頻率，就能夠形成一持續傳播的橫波，可參看附圖3及附圖4。

本發明的有益效果是：本發明機械波演示儀，能夠直觀展示機械波的形成及傳播，且儀器結構簡單、成本較低，操作簡便，方便教學多次演示。

附圖說明

圖1是本發明機械波演示儀一較佳實施例的結構示意圖；

圖2是圖1中阻尼器的結構示意圖；

圖3是本發明機械波演示儀一較佳實施例中演示橫波的示意圖；

圖4是本發明機械波演示儀另一實施例中演示橫波的示意圖；

附圖中各部件的標記如下：1-橫桿，2-豎桿，3-振子，4-彈性件，5-具有彈性的線狀體，6-阻尼器，60-阻尼物塊，61-燒杯。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的較佳實施例進行詳細闡述，以使本發明的優點和特征能更易于被本領域技術人員理解，從而對本發明的保護范圍做出更為清楚明確的界定。