水波干涉原理立体模型制造技术

本实用新型专利技术是涉及一种水波干涉原理立体模型，主要包括底座，在底座上固定连接有波长模型，底座的底面上有磁铁。所述的波长模型由有机塑料制成，在波长模型的顶端设有用于模拟波形的有色线。本实用新型专利技术有益的效果是：让教具立体化和动态化，以减少学生理解过程中的想象环节，为正确、深入理解水波的叠加现象和干涉原理铺平道路。采用底座附有磁铁、模拟波形的有机塑料片模型使实线虚线所表示的水波立体化，并且利用模型的可移动，使静态的模型可以动起来。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及模型领域，主要是一种水波干涉原理立体模型。
技术介绍
对水波的干涉现象的理解和解释是高中物理中难点之一，同时对这一现象理解掌握得如何也将直接影响到学生对光的干涉现象的学习。在大部分教师的教学中，对于水波的干涉，一般是分两步进行教学的。先是通过演示实验，让学生观察到水波的干涉现象两列相干水波相遇后，在它们重叠的区域里形成的图样在振动着的水面上，出现了一条条从两个波源中间伸展出来的相对平静的区域和激烈振动的区域，这两种区域在水面上的位置是固定的，而且相互隔开。然后向学生解释上面观察到的现象用两组同心圆表示从波源发出的两列波的波面，实线表示波峰，虚线表示波谷。实线与虚线间的距离等于半个波长，实线与实线、虚线与虚线之间的距离等于一个波长。再利用波的叠加原理解释空间各处振动加强及减弱的原因及振动加强和减弱点的区域分布。教学中发现，后一种方式来解释干涉现象，大部分学生仍很难理解，甚至有不少人还产生了误解。究其原因，是由于空间各点波的叠加是立体的、动态的，而后一种方式的解释却是平面的、静态的。学生理解干涉原理的困难之处，在于还需要在此图的基础上再进行空间想象，首先把此图想象成一个静态的立体图实线想象成波峰，虚线想象成波谷……，然后还要再把静态的立体图再想象成一个动态的图波在移动，波峰和波峰相遇处，经过半个周期后将会是波谷和波谷相遇，所以该点的振动始终是加强的……。这对大部分高中学生而言是有困难的。而目前有关水波干涉的多媒体课件也至多只能从平面图的角度表示波峰、波谷的两组同心圆向外动起来，仍不能从根本上解决学生遇到的困难。
技术实现思路
本技术的目的是为了克服上述不足，而提供一种水波干涉原理立体模型。本技术的目的是通过以下技术方案来实现的。这种水波干涉原理立体模型，主要包括底座，在底座上固定连接有波长模型，底座的底面上有磁铁。所述的波长模型由有机塑料制成，在波长模型的顶端设有用于模拟波形的有色线。本技术有益的效果是让教具立体化和动态化，以减少学生理解过程中的想象环节，为正确、深入理解水波的叠加现象和干涉原理铺平道路。采用底座附有磁铁、模拟波形的有机塑料片模型使实线虚线所表示的水波立体化，并且利用模型的可移动，使静态的模型可以动起来。附图说明图1是本技术的立体结构示意图；图2是本技术的波峰全波长模型部分的主视结构示意图；图3是本技术的波峰全波长模型部分的仰视结构示意图；图4是本技术的波峰全波长模型部分的左视结构示意图；图5是本技术的波谷全波长模型部分的主视结构示意图；图6是本技术的半波长模型部分的主视结构示意图；图7是本技术的前四分之一波长模型部分的主视结构示意图；图8是本技术的后四分之一波长模型部分的主视结构示意图；附图标记说明全波长模型1；波峰全波长模型1-1；波谷全波长模型1-2；半波长模型2；前四分之一波长模型3；后四分之一全波长模型4；底座5；磁铁6；具体实施方式以下结合附图和实施例对本技术作进一步描述。这种水波干涉原理立体模型，主要包括底座5，在底座5上固定连接有波长模型，底座5的底面上有磁铁6。波长模型由有机塑料制成，在波长模型的顶端设有用于模拟波形的有色线。所述的波长模型可以是全波长模型1，全波长模型1包括波峰全波长模型1-1和波谷全波长模型1-2。所述的波长模型可以是半波长模型2。所述的波长模型还可以是四分之一波长模型，四分之一波长模型包括前四分之一波长模型3和后四分之一全波长模型4。上述的波长模型可以根据不同的情况任意组合在一起，形成直观的演示图。器材选用及制作(1)磁性黑板一块规格1.5×1.0m(2)水波干涉原理示意图一张规格1.5×1.0m，实线间距制成20cm，把此图粘贴在磁性黑板上。(3)底座附有磁铁、模拟波形的有机塑料片模型若干(波长选用20cm)全波长模型、半波长模型、四分之一波长模型。这些模型都可以很好地吸附在磁性黑板上。操作演示示例 (1)演示模拟一列水波的传播在附有原理图的磁性黑板上先摆好某一时刻一列水波的立体波形，然后要求学生动手在黑板上通过移动本模型摆出这列水波经过四分之一周期、半个周期、一个周期后的波形，并说出水波上各点的运动情况。通过此操作，让学生体会和掌握水波在传播过程中的波形变化规律及水波上各质点的运动规律，为正确理解波的干涉原理打下基础。(2)演示模拟原理图上两列波相遇处振动始终加强点的情况在附有原理图的磁性黑板上任选某一实线和实线的交点P此时波峰和波峰相遇，要求学生利用教具摆出此时该处两列波相遇的立体模型，利用模型说出此时刻此质点的总位移。然后，再要求学生摆出该点经过四分之一周期、半个周期时两列波的相遇情况并说明该质点的总位移的变化。以此体会此处的质点振动始终加强的意思振动始终加强点是振幅最大而不是位移最大；振动始终加强的原因是由于两列波传到此处的相位一致或步调一致；理解振动始终加强的条件利用模型数出该点到两波源的路程差是波长的整数倍。同理，教师可在原理图上任选某一实线和虚线的交点Q此时波峰和波谷相遇，要求学生摆出其该时刻两列波相遇的立体波形及下时刻的波形，以体会理解什么是振动始终减弱及其原因和条件。(3)演示模拟原理图上振动始终加强的区域的振动情况在原理图上，实线与实线的交点和虚线和虚线的交点所连成的曲线组成振动加强区。在同一振动加强区所在的线上各点，同一时刻位移并不相同在一周期内。为了形象化表示此现象，通过该模型帮助学生理解，实线与实线的交点和虚线和虚线的交点所连成的曲线上所有各点的振动为什么都是加强的，但同一时刻该曲线上不同点的位移是不同的在一周期内。对基础较好的学生，还可深入讨论同一加强区上各质点的相同点如振幅基本相同、与波源的路程差相同和不同点。同理，教师可引导学生利用模型摆出振动减弱区的模拟波形并进行类似的分析。权利要求1.一种水波干涉原理立体模型，主要包括底座(5)，其特征在于在底座(5)上固定连接有波长模型，底座(5)的底面上有磁铁(6)。2.根据权利要求1所述的水波干涉原理立体模型，其特征是所述的波长模型由有机塑料制成，在波长模型的顶端设有用于模拟波形的有色线。3.根据权利要求1或2所述的水波干涉原理立体模型，其特征是所述的波长模型是全波长模型(1)，全波长模型(1)包括波峰全波长模型(1-1)和波谷全波长模型(1-2)。4.根据权利要求1或2所述的水波干涉原理立体模型，其特征是所述的波长模型是半波长模型(2)。5.根据权利要求1或2所述的水波干涉原理立体模型，其特征是所述的波长模型是四分之一波长模型，四分之一波长模型包括前四分之一波长模型(3)和后四分之一全波长模型(4)。专利摘要本技术是涉及一种水波干涉原理立体模型，主要包括底座，在底座上固定连接有波长模型，底座的底面上有磁铁。所述的波长模型由有机塑料制成，在波长模型的顶端设有用于模拟波形的有色线。本技术有益的效果是让教具立体化和动态化，以减少学生理解过程中的想象环节，为正确、深入理解水波的叠加现象和干涉原理铺平道路。采用底座附有磁铁、模拟波形的有机塑料片模型使实线虚线所表示的水波立体化，并且利用模型的可移动，使静态的模型可以动起来。文档编号G09B23/00GK2793848SQ20052010196公开日2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水波干涉原理立体模型，主要包括底座（５），其特征在于：在底座（５）上固定连接有波长模型，底座（５）的底面上有磁铁（６）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱成巧，王健浩，
申请(专利权)人：温州市龙湾区永强中学，
类型：实用新型
国别省市：33[中国|浙江]