[實用新型]移動膜底式空氣柱共鳴與聲速測定教學演示裝置

有效

• 申請號: 201320058978.4
• 申請日: 2013-02-02
• 公開（公告）號: CN203055262U
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發明（設計）人: 王志海;劉霞;董玉臻
• 申請（專利權）人: 王志海
• 主分類號: G09B23/14
• 分類號: G09B23/14
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 戴武軍

技術領域

本實用新型涉及一種物理教學教具，具體地說是一種移動膜底式空氣柱共鳴與聲速測定教學演示裝置。

背景技術

在中學物理的共振教學中，都涉及到共鳴與聲速測定，其演示儀也有多種，通常情況下，都包括共鳴管、音叉、軟錘、儲水桶和共鳴箱，但共鳴和聲速測定的演示有的不能同時進行，如在教共鳴時，往往采用兩個音箱，每個音箱里放一個音叉，當擊響其中的一個音叉，并達到最響時，再讓它停止振動，則另一個音箱里的音叉振動，并發出聲音，這就是共鳴。顯然，這種實驗只能演示共鳴，不能同時測定聲速，功能單一。再如對于聲速的測定，通常采用音叉空氣管共鳴法，所使用的器具包括空氣管、套管、儲水桶、音叉和支架，空氣管垂直的固定在支架上，空氣管通過連通管與儲水桶連接，套管套在空氣管上，音叉置于套管的上口上，通過套管的伸縮改變空氣柱的長度，當用橡皮錘激發音叉發出聲波，同時移動套管改變空氣柱的長度，使音叉發出的聲波通過空氣柱傳播到水面上，再反射傳播，便和音叉聲波疊加形成駐波；當駐波共振聲音達到最大時，則空氣柱的高度符合聲速測定公式，此時，便可根據空氣柱的高度計算出聲速。這種音叉空氣管共鳴法所存在的不足在于：一是仍然采用音叉作為激發音，軟錘錘擊音叉后，音叉震幅隨時間的延遲而逐步衰減，影響演示效果的穩定性和演示效果，而且需要兩人操作，費時費力；二是采用水面反射，振動力差，自然共鳴效果也差，特別是在課堂上演示，后面的學生根本聽不到，影響授課質量；三是由于空氣柱的底面是用儲水桶控制的，水容易流出，污染實驗環境。對于以上技術的不足，有的將音叉改為揚聲器，實現激發音的穩定。通過檢索，目前尚未見通過震動膜改變空氣柱長度來實現共鳴和聲速測定的報導。

發明內容

本實用新型的目的在于提供一種不僅激發音穩定、省時省力，而且能通過震動膜改變空氣柱長度、并能增大共鳴效果的移動膜底式空氣柱共鳴與聲速測定教學演示裝置。

為了達到以上目的，本實用新型所采用的技術方案是：該移動膜底式空氣柱共鳴與聲速測定教學演示裝置，包括空氣管、揚聲器、信號發生器、垂直支柱和底盤，垂直支柱垂直的固定在底盤上，揚聲器設在與空氣管的上口相對位置，其特征在于：所述的空氣管的上、下端分別通過橫向支架固定在垂直支柱上，空氣管與垂直支柱平行，并有10-20cm的距離；所述的空氣管內設有震動膜，震動膜的周邊粘貼固定在滑環的上口上，在滑環的下口沿內對稱的埋設四塊磁片，在空氣管上套設磁套，磁套的位置與四塊磁片的位置在一個平面內，磁套的內直徑與空氣管的外直徑一致；所述的揚聲器由調節橫架安裝在垂直支柱上；所述的信號發生器固定在垂直支柱的上端。

本實用新型還通過如下措施實施：所述的震動膜為圓形陶瓷片，其直徑與空氣管的內直徑一致，其厚度為0.1-0.4mm；

所述的橫向支架的兩端為套環，一端套環套在空氣管上，用螺釘固定，另一端套在垂直支柱上，并通過相應的螺釘固定；

所述的空氣管的壁上設有刻度，以便快速讀出空氣柱的高度。

本實用新型的有益效果在于：與目前在共鳴與聲速測定教學中所使用的教具相比，不僅能同時進行共鳴和聲速測定的演示，而且由于采用了震動膜作為空氣柱襯底，在產生駐波時，不僅包含了空氣柱的振動，還包含了震動膜的振動，所以放大了共鳴效果；由于震動膜的移動是通過推動磁套來實現的，所以操作方便，一個人便可以操作，省時省力。有利于提高教學效果。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構軸向局剖視示意圖。

圖中：1、空氣管；2、揚聲器；3、信號發生器；4、垂直支柱；5、底盤；6、橫向支架；7、震動膜；8、滑環；9、四塊磁片；10、磁套；11、調節橫架；12、螺釘。

具體實施方式