一种共振演示仪制造技术

一种共振演示仪，包括透明箱、可旋转底座、电磁打点计时器、小镜片、内置扩音器式音箱、烟雾器、激光笔、屏幕及电脑音频发生器软件等。电脑音频发生器软件产生一定频率的电信号通过内置扩音器式音箱放大后输给电磁打点计时器，使得振片和小镜片会发生受迫振动。同时，激光笔发出的激光射到小镜片后被反射到屏幕上，其反射光线上下摆动并在烟雾器产生的烟雾中显现出一个“三角形亮区”的光迹，并在屏幕上留下一段“亮条”光迹，从而可以定量绘制“亮条”长度随输入电信号频率的变化曲线。可见，该发明专利技术不仅可以用来观察电磁打点计时器振片共振时的现象，还可以探究共振的条件并绘制共振曲线，体现了仪器的科学性、教学性、探究性及趣味性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术公开了一种共振演示仪，涉及一种可以演示电磁打点计时器振片的共振现象并定量研究共振曲线的实验仪器，属于物理实验仪器。
技术介绍
在物理教学中，“电磁打点计时器”作为一种使用交流电源的计时仪器，一般只用来在纸带上打点并研究纸带的运动情况，而对于电磁打点计时器自身的振片在振动过程中，其振动图象是否是一条正弦曲线，其振动的明显程度随输入电源的频率是如何定量变化的，均尚未有相关的演示实验。另外，教师一般用“弹簧振子”仪器来演示振动图象及共振条件的实验，那么能否利用电磁打点计时器的振片来演示有关振动图象及共振条件的实验呢？
技术实现思路
一种共振演示仪，包括透明箱、可旋转底座、电磁打点计时器、小镜片、内置扩音器式音箱、烟雾器、激光笔、屏幕及电脑音频发生器软件等，其特征是：透明箱内固定有电磁打点计时器、烟雾器及激光笔，其底部装有可旋转底座；电脑音频发生器软件可以产生频率为0-100Hz的电信号并输给内置扩音器式音箱；内置扩音器式音箱可将电信号放大并输给电磁打点计时器；电磁打点计时器的振片上贴有小镜片，小镜片可随振片一起振动，振片原固有频率为50赫兹，贴上小镜片后有所减小；激光笔可自由调整其角度，让其发出的激光可射到小镜片并被反射到屏幕上；烟雾器内装有少量烟饼，点燃后可以产生烟雾，可以显现激光的光迹；屏幕上卡有可上下滑动的刻度尺，底部装有底座。本专利技术的原理具体说明如下：实验时，电脑音频发生器软件产生一定频率的电信号，电信号被内置扩音器式音箱放大后输给电磁打点计时器，电磁打点计时器的线圈通电后产生磁场并使振片磁化，贴有小镜片的振片在永磁铁的作用下作受迫振动。当输入电信号的频率等于振片的固有频率时满足共振条件，此时振动最明显。同时，激光笔发出的激光射到小镜片后被反射到屏幕上，其反射光线上下摆动并在烟雾器产生的烟雾中显现出一个“三角形亮区”的光迹，并在屏幕上留下一段“亮条”光迹，从而可以定量绘制“亮条”长度随输入电信号频率的变化曲线。另外，可以通过可旋转底座整体来回转动透明箱，由于视觉暂留原理，从而在屏幕上快速显现一条正弦曲线的振动图象光迹。(1)定性观察共振现象实验时，根据要求固定好各器件，点燃烟雾器中的烟饼发出少量烟雾并扩散到整个透明箱，打开激光笔电源，让电脑音频发生器软件发出一定频率的电信号最终输入到电磁打点计时器，电磁打点计时器上的振片和小镜片会发生振动。此时，可观察到透明箱中的“三角形亮区”的光迹和屏幕上的一段“亮条”光迹。另外，电磁打点计时器振片的固有频率为50Hz，贴上小镜片后固有频率有所减小，变为46Hz，调节电信号的频率从0增大到100Hz，发现振片的振动振幅随着输入电信号频率的增大而先增大再减小，当输入频率为46Hz时振动最明显，此时可看到“三角形亮区”面积最大，屏幕上的“亮条”最长。(2)定量绘制共振曲线实验时，电信号频率在电脑音频发生器软件中可以直接显示，“亮条”长度可以用屏幕上可上下滑动的刻度尺直接测量，从而可以定量绘制“亮条”长度随输入电信号频率的变化曲线，即振片的共振曲线。(3)观察振动图象实验时，通过可旋转底座整体来回转动透明箱，由于视觉暂留原理，从而在屏幕上快速显现一条正弦曲线的振动图象。附图说明图1是本专利技术演示共振时的整体示意图；图2是图1中部分器件的接线图；图3是图1中部分器件的内部结构图；图4是图1中透明箱上的效果图；图5是图1中屏幕上的效果图；图6是本专利技术实验得到的共振曲线图；图7是本专利技术演示振动图象时的整体示意图。图中：1.透明箱；2.可旋转底座；3.电磁打点计时器，具体涉及3a.电磁打点计时器本体、3b.振片、3c.线圈、3d.永磁铁及3e.接口；4.小镜片；5.内置扩音器式音箱，具体涉及5a.音箱本体、5b.内置小型扩音器、5c.音箱输入接线及5d.音箱输出接线；6.烟雾器，具体涉及6a.烟饼和6b.烟雾；7.激光笔；8.屏幕，具体涉及8a.屏幕本体、8b.可上下滑动的刻度尺及8c.屏幕底座；9.光迹，具体涉及9a.入射光线光迹、9b.“三角形亮区”光迹、9c.“亮条”光迹、9d.“正弦曲线”光迹；10.电脑音频发生器软件。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步说明。如图1所示，一种共振演示仪，包括透明箱(1)、可旋转底座(2)、电磁打点计时器(3)、小镜片(4)、内置扩音器式音箱(5)、烟雾器(6)、激光笔(7)、屏幕(8)及电脑音频发生器软件(10)等，其特征是：透明箱(1)内固定有电磁打点计时器(3)、烟雾器(6)及激光笔(7)，其底部装有可旋转底座(2)；电脑音频发生器软件(10)可以产生频率为0-100Hz的电信号并输给内置扩音器式音箱(5)；内置扩音器式音箱(5)可将电信号放大并输给电磁打点计时器(3)；电磁打点计时器的振片(3b)上贴有小镜片(4)，小镜片(3)可随振片(4)一起振动，振片(3b)原固有频率为50赫兹，贴上小镜片(4)后有所减小；激光笔(7)可自由调整其角度，让其发出的激光可射到小镜片(4)并被反射到屏幕(4)上；烟雾器(6)内装有少量烟饼，点燃后可以产生烟雾(6b)，可以显现激光的光迹(9a及9b)；屏幕(8)上卡有可上下滑动的刻度尺(8b)，底部装有底座(8c)。结合图1、图2及图3，本专利技术的原理具体说明如下：实验时，电脑音频发生器软件(10)产生一定频率的电信号，电信号被内置扩音器式音箱(5)放大后输给电磁打点计时器(3)，电磁打点计时器的线圈(3c)通电后产生磁场并使振片(3b)磁化，贴有小镜片(4)的振片(3b)在永磁铁(3d)的作用下作受迫振动。当输入电信号的频率等于振片的固有频率时满足共振条件，此时振动最明显。同时，激光笔(7)发出的激光射到小镜片(4)后反射到屏幕(8)上，其反射光线会上下摆动从而在烟雾器(6)产生的烟雾(6b)中显现出一个“三角形亮区”(9b)的光迹，并在屏幕(8)上留下一段“亮条”(9c)，从而可以定量绘制“亮条”长度随输入电信号频率的变化曲线。另外，通过可旋转底座(2)整体来回转动透明箱(1)，由于视觉暂留原理，从而在屏幕(9)上快速显现一条正弦曲线的振动图象光迹(9d)。(1)定性观察共振现象实验时，根据要求固定好各器件，点燃烟雾器(6)中的烟饼发出少量烟雾(6b)并扩散到整个透明箱(1)，打开激光笔(7)电源，让电脑音频发生器软件(10)发出一定频率的电信号最终输入到电磁打点计时器(3)，电磁打点计时器上的振片(3b)和小镜片(4)会发生振动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种共振演示仪，包括透明箱(1)、可旋转底座(2)、电磁打点计时器(3)、小镜片(4)、内置扩音器式音箱(5)、烟雾器(6)、激光笔(7)、屏幕(8)及电脑音频发生器软件(10)等，其特征是：透明箱(1)内固定有电磁打点计时器(3)、烟雾器(6)及激光笔(7)，其底部装有可旋转底座(2)。

【技术特征摘要】
1.一种共振演示仪，包括透明箱(1)、可旋转底座(2)、电磁打点计时器(3)、小镜片
(4)、内置扩音器式音箱(5)、烟雾器(6)、激光笔(7)、屏幕(8)及电脑音频发生器软件(10)
等，其特征是：透明箱(1)内固定有电磁打点计时器(3)、烟雾器(6)及激光笔(7)，其底
部装有可旋转底座(2)。
2.根据权利要求1所述的电脑音频发生器软件(10)，其特征是：电脑音频发生器软件
(10)可以产生频率为0-100Hz的电信号并输给内置扩音器式音箱(5)。
3.根据权利要求1所述的内置扩音器式音箱(5)，其特征是：内置扩音器式音箱(5)
可将电信号放大并输给电磁打点计时器(3)。
4.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈显盈，尤爱惠，柳冠凡，
申请(专利权)人：陈显盈，
类型：发明
国别省市：浙江;33