一种驻波的演示装置的制造方法

一种驻波的演示装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种在科教试验中使用的波演示装置。更具体地说，本实用新型涉及一种用于科教试验的驻波的演示装置。
【背景技术】
[0002]驻波(Standing wave)为两个振幅、波长、周期皆相同的正弦波相向行进干涉而成的合成波。此种波的波形无法前进，因此无法传播能量，故名之。驻波通过时，每一个质点皆作简谐运动。各质点振荡的幅度不相等，振幅为零的点称为节点或波节(Node)，振幅最大的点位于两节点之间，称为腹点或波腹(Antinode)。由于节点静止不动，所以波形没有传播。能量以动能和势能的形式交换储存，亦传播不出去。
[0003]目前在科教试验中，对驻波的演示主要有三种方式:1)机械激励法，其中包括两类，一类是传统的电动音叉法；另一类是线位移机械振荡法。这两种是实验室演示驻波时最常用的方法。2)电磁激励法，给金属丝通电，在线下放置磁铁，激励通电金属丝，产生振动，作为振源。3)磁电激励法，金属丝不通电，在线下放置线圈，产生激励磁场，产生振动，作为振源。所使用的驻波演示仪的介质有:空气、水、弹性绳、弹簧等；使用的振源有:音叉、振动器、打点计时器等。
[0004]但是现有技术中的驻波演示仪由于其本身介质和振源原因，随着能量的衰减，其显示的驻波时间有限，不能长时间保持原波形供观看；驻波频率不受控制且不能人工随意调整。由于没有相应的形象的演示设备，导致教学效果差，很多参观者都无法理解其中原理。因此，有必要研制一种既能长时间保持波形又可以人工调整频率的驻波演示装置。

【发明内容】

[0005]本实用新型为了克服现有技术的缺陷，公开了一种驻波的演示装置。
[0006]本实用新型的一个目的在于，其结构简单，能长时间保持原波形形状。
[0007]本实用新型还有一个目的在于，其驻波频率能人工随意调整，演示出不同频率的驻波波形。
[0008]本实用新型还有一个目的在于，其管道能够平稳的安装在展柜上，结构简单，安装方便，稳定性高。
[0009]本实用新型还有一个目的在于，其具有信号放大的作用，即使再微弱的信号也能演示出清晰的驻波波形。
[0010]本实用新型还有一个目的在于，其管道开口处的防静电作用，长时间使用后也能保持管道内部无静电出现。
[0011]为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种驻波的演示装置，其特征在于，包括:
[0012]演示物，其为轻质颗粒状物体；
[0013]管道，其为设有开口的透明管材，所述演示物置于管道内；
[0014]扬声器，其能将电能通过电磁、压电或静电效应，使其纸盆或膜片振动周围空气造成音响，所述扬声器安装在管道的开口上；
[0015]信号发生器，其是能提供各种频率、波形和输出电平电信号的设备，所述信号发生器为扬声器提供信号源；
[0016]开关，其是控制电路通断的电子元件，所述开关用于控制上述扬声器和信号发生器电能的通断。
[0017]优选的是，还包括:
[0018]展柜，其具有供设备展示的台面和柜体，所述管道安装在展柜上；
[0019]控制模块，其用于联动控制外连设备，所述控制模块安装在展柜上，其控制信号发生器产生不同的频率和波形的电信号。
[0020]优选的是，还包括:
[0021]支撑板，其是片状板材，所述管道两端固定有支撑板；
[0022]底板，其是片状板材，所述支撑板连接在底板上，底板固定在展柜上。
[0023]优选的是，所述扬声器上安装有供放，所述供放能将微弱电信号进行放大，驱动扬声器发出更大的声音。
[0024]优选的是，所述管道的开口上密封安装有防静电作用的丝网。
[0025]优选的是，所述演示物是具有防静电作用的泡沫颗粒。
[0026]优选的是，所述管道、支撑板和底板均由亚克力材料注塑成型。
[0027]本实用新型至少包括以下有益效果:由于扬声器为持续振源，密封在管道内的演示物为颗粒状介质，因此演示物在持续振源的作用下，能够长时间演示出清晰的不衰减的驻波波形；由于控制模块能够控制信号发生器产生不同的频率和波形的电信号，因此驻波频率能人工随意调整，演示出不同频率的驻波波形；由于支撑板和底板配合将管道固定在展柜上，因此管道能够平稳的安装在展柜上，结构简单，安装方便，稳定性高；由于扬声器上安装的供放能将微弱电信号进行放大，驱动扬声器发出更大的声音，因此其具有信号放大的作用，即使再微弱的信号也能演示出清晰的驻波波形；由于管道开口上密封安装有防静电作用的丝网，因此长时间使用后也能保持管道内部无静电出现。
[0028]本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研宄和实践而为本领域的技术人员所理解。
【附图说明】
[0029]图1为本实用新型驻波的演示装置的立体结构示意图；
[0030]图2为本实用新型驻波的演示装置的主视图；
[0031]图3为本实用新型驻波的演示装置的内部电路控制图。
【具体实施方式】
[0032]下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
[0033]应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
[0034]图1至3示出了根据本实用新型的一种实现形式，其中包括水平放置的管道1，所述管道I由亚克力材料注塑成型的透明管材，其内底面覆盖一层泡沫颗粒2，所述泡沫颗粒2具有防静电的作用，所述管道I 一端设有开口 3，开口 3上密封丝网4，在管 道I外的开口3上固定盖板5，盖板5内固定扬声器6，扬声器6与信号发生器7数据连接，所述信号发生器7为扬声器6提供信号源，上述电路中还连接开关8，所述开关8用于控制上述扬声器6和信号发生器7电能的通断。
[0035]在另一种实例中，管道I水平固定在展柜9上，所述展柜9上设置有控制模块10，控制模块10控制信号发生器7产生四种不同频率的电信号，所述控制模块10上有四个控制信号频率输出的第一按钮101、第二按钮102、第三按钮103和第四按钮104，这四个按钮控制信号的频率分别为100HZ、400 HZ、720HZ和1KHZ。采用这种方案具有能人工随意调整驻波频率，演示出不同频率的驻波波形的功能。并且，这种方式只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。
[0036]在另一种实例中，所述管道I两端固定在两块支撑板11的上端，两块支撑板11的下端垂直固定在底板12两端，使得两块支撑板11与底板12形成“U”型支架，两块支撑板11之间还连接有固定杆13，固定杆13具有提高整个“U”型支架稳定性的作用，底板12固定在展柜9的上表面，支撑板11和底板12均由亚克力材料注塑成型或支撑板11和底板12整体注塑成型，其结构简单，安装方便，稳定性高。并且，这种方式只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。
[0037]上述方案中的扬声器6上还安装有供放，所述供放能将微弱电信号进行放大，驱动扬声器发出更大的声音，其具有信号放大的作用，即使再微弱的信号也能演示出清晰的驻波波形。
[0038]如上所述，根据本实用新型，由于扬声器为持续振源，密封在管道内的演示物为颗粒状介质，因此演示物在持续振源的作用下，能够长时间演示出清晰的不衰减的驻波波形；由于控制模块能够控制信号发生器产生不同的频率和波形的电信号，因此驻波频率能人工随意调整，演示出不同频率的驻波波形；由于支撑板和底板配合将管道固定在展柜上，因此管道能够平稳的安装在展柜上，结构简单，安装方便，稳定性高；由于扬声器上安装的供放能将微弱电信号进行放大，驱动扬声器发出更大的声音，因此其具有信号放大的作用，即使再微弱的信号也能演示出清晰的驻波波形；由于管道开口上密封安装有防静电作用的丝网，因此长时间使用后也能保持管道内部无静电出现。
[0039]工作原理:
[0040]声波由扬声器发出，传播到直管末端后反射回管中，与后续的声波发声叠加，产生驻波现象。波峰处空气压力大，波谷处空气压力小，于是管中的轻质泡沫粒子子压力差的作用下发生运动，呈现出尖峰波形。
[0041]使用方法:
[0042]按下开关按钮，观察筒中的泡沫粒子会随着律动而形成波峰和波谷；
[0043]按下100HZ、400 HZ、720HZ和IKHZ的模式按钮，选择频率的大小，泡沫粒子会随频率的大小变化而变化。
[0044]尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
【主权项】
1.一种驻波的演示装置，其特征在于，包括: 演示物，其为轻质颗粒状物体； 管道，其为设有开口的透明管材，所述演示物置于管道内； 扬声器，其能将电能通过电磁、压电或静电效应，使其纸盆或膜片振动周围空气造成音响，所述扬声器安装在管道的开口上； 信号发生器，其是能提供各种频率、波形和输出电平电信号的设备，所述信号发生器为扬声器提供信号源； 开关，其是控制电路通断的电子元件，所述开关用于控制上述扬声器和信号发生器电能的通断。
2.如权利要求1所述的驻波的演示装置，其特征在于，还包括: 展柜，其具有供设备展示的台面和柜体，所述管道安装在展柜上； 控制模块，其用于联动控制外连设备，所述控制模块安装在展柜上，其控制信号发生器产生不同的频率和波形的电信号。
3.如权利要求2所述的驻波的演示装置，其特征在于，还包括: 支撑板，其是片状板材，所述管道两端固定有支撑板； 底板，其是片状板材，所述支撑板连接在底板上，底板固定在展柜上。
4.如权利要求1所述的驻波的演示装置，其特征在于，所述扬声器上安装有供放，所述供放能将微弱电信号进行放大，驱动扬声器发出更大的声音。
5.如权利要求1所述的驻波的演示装置，其特征在于，所述管道的开口上密封安装有防静电作用的丝网。
6.如权利要求1所述的驻波的演示装置，其特征在于，所述演示物是具有防静电作用的泡沫颗粒。
7.如权利要求3所述的驻波的演示装置，其特征在于，所述管道、支撑板和底板均由亚克力材料注塑成型。
【专利摘要】本实用新型公开了一种驻波的演示装置，包括：演示物，其为轻质颗粒状物体；管道，其为设有开口的透明管材，所述演示物置于管道内；扬声器，其能将电能通过电磁、压电或静电效应,所述扬声器安装在管道的开口上；信号发生器，其是能提供各种频率、波形和输出电平电信号的设备，所述信号发生器为扬声器提供信号源；开关，其是控制电路通断的电子元件，所述开关用于控制上述扬声器和信号发生器电能的通断。本实用新型的演示物在持续振源的作用下，能够长时间演示出清晰的不衰减的驻波波形；驻波频率能人工随意调整，演示出不同频率的驻波波形；管道能够平稳的安装在展柜上，结构简单，安装方便，稳定性高。
【IPC分类】G09B23-06
【公开号】CN204614303
【申请号】CN201520329179
【发明人】嵇道文, 朱伟
【申请人】江苏华明科教设备有限公司
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年5月21日