多功能波动演示器制造技术

多功能波动演示器是物理教学中用几列波来演示振动的合成和波的传播规律的仪器，它是由多个振动合成器（附图）组合在一起再加上传动轮、摇把所组成，其中同组凸轮之间采用轴槽传动，每组凸轮的转动都由装在凸轮组端点的摇把控制，各组凸轮的转速比由摇把之间的变速装置控制，它能演示振动的合成、波的叠加和干涉，波在不同媒质中的传播，含多种频率的波在媒质中以相同的和不同的相速群速传播等规律的仪器。（*该技术在2009年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种在物理教学中用来演示振动的合成和波在媒质中传播规律的仪器。在目前技术中，普遍使用的教学仪器波动演示器(中学教学仪器编号2203)是为了演示波在煤质中的传播，其构成是由16个振子(图27)组成，不足之处是只能用一列波演示一列单一频率的波在一种媒质中的传播，发波水槽(中学教学仪器编号2208)是为了演示两波源发出的两列波在相遇区域中的干涉规律的仪器，不足之处是只能显示出两波源频率和相都相同的水波的干涉图样，不能反映出波的一般叠加和干涉规律。本专利技术的目的在于避免上述现有技术中的不足之处，而提供一种能演示振动的合成规律，能演示波的一般叠加和干涉规律，能演示波在不同媒质中的传播规律，能演示一列含几个频率的波以相同的和不同的相速度群速度的传播规律的一种产品。本专利技术的产品是由多个振动合成器组合在一起，再加上转动轮、摇把所组成，组合在一起的振动合成器的同一组凸轮之间采用轴 传动，每组凸轮的转动都由凸轮组端点的摇把控制，各组凸轮的转速比是由摇把之间的变速装置控制，它是用几列波的传播来演示振动的合成和波的传播规律。本专利技术的产品中的振动合成器是由处在同一竖直面内的振动杆、连杆和推动振动杆振动的凸轮所组成，其中一些振动杆在凸轮的推动下振动，并通过连杆把它们的振动传递到同一个振动杆上，使这一振动杆的端点在竖直方向的振动为其它振动杆的端点在竖直方向振动的合振动。由三个振动杆和两个凸轮组成的振动合成器是包括两种分振动的振动合成器，如在它的振动杆之间再加入振动杆、连杆和凸轮，就能构成包括多个分振动的振动合成器。多个振动合成器组合在一起，同一组的相邻凸轮之间传递转动的方法是让每一个凸轮的一个侧面留传动槽，另一侧面留传动轴，传动轴能伸入相邻的凸轮的传动槽内，并在槽内能转动ψ角，通过传动轴对传动槽壁的推动而带动下一个凸轮的转动。其中ψ角决定了所形成的波的波长，其关系是λ＝360°/ψ。通过改变ψ角的大小可改变所形成的波的波长，用改变ψ角来改变波长的方法一种是选用ψ角不同的凸轮，另一种方法是在凸轮的传动槽内装入可改变ψ角的活动滑块装置。推动各组凸轮转动的是加在凸轮组端点的带轮的摇把。在摇把上的轮之间加上传动轮或皮带，链条等相应的传动装置，就可控制各组凸轮的转速比，改变面板上各列波的频率之比，各凸轮组的转速之比就等于所形成的波的频率之比。用只包括两个分振动的振动合成器组合起来，在它的两组凸轮的左右两个不同端点分别装入摇把，就能组成可演示从左右两个波源发出两列相向传播的波的叠加和干涉规律的仪器，而在它的两组凸轮的同一端点分别装入摇把，就能组成可演示向同一方向传播的波的传播规律和振动合成的仪器，而用含多个分振动的振动合成器组装的仪器是可演示多个振动的合成，多列波的叠加和含多个频率的波的传播规律的仪器。为防止凸轮在它的轴上的自由滑动，在凸轮与它的轴之间还应加上一个能增大凸轮与轴之间的摩擦力的卡子。为防止用较多个振动合成器组装时凸轮侧面的传动轴受力过大，还可采用双轴双槽的凸轮。附图的图面说明如下附图说明图1是含两个分振动的振动合成器的结构示意图。图2是含三个分振动的振动合成器的结构示意图。图3是图1中杆(1)的构造示意图。图4是图1中杆(2)的构造示意图，它中部是由杆身(44)和端盖(45)两部分组而成。图5是图1中杆(3)的构造示意图。图6是图1中杆(4)的构造示意图。图7是图1中杆(5)的构造示意图。图8是图1中槽(8)的构造示意图。图9是图1中轴(11)、(12)、(14)的构造示意图。图10是图1中凸轮(6)的构造示意图。图11、图12是图1中凸轮(7)的构造示意图。图13是图1中凸轮(6)的构造示意图。图14是图13中凸轮(6)的传动槽内的滑块的构造示意图和滑块在槽内不同位置时的示意图。图15为图1中凸轮(7)的传动槽内的滑块在槽内不同位置的示意图。图16、图17为带齿轮的摇把的构造示意图。图18为若干组图1所示的振动合成器组合在一起的组装示意图，图中只画出两个振动合成器。图19为实施例一实施例二中两摇把之间的传动装置结构示意图。图20为实施例三中两摇把之间的变速传动装置结构示意图。图21为实施例四实施例五中两摇把之间的变速传动装置结构示意图。图22为图21中齿轮(37)的结构示意图。图23为实施例一、二、三中的面板和面板上所显示的波形的示意图。图24为实施例四、五、六中的面板和面板上所显示的波形的示意图。图25为实施例六、例七中两摇把之间的变速传动装置结构示意图。图26为有双传动槽和双传动轴的凸轮构造示意图。图27为现有技术波动演示器中的振子结构示意图。下面结合附图详细说明本专利技术的具体结构及工作情况。图1中保持凸轮(7)不动，匀速转动凸轮(6)绕轴(16)转动，可使杆(1)绕轴(10)、杆(2)绕轴(13)振动，端点(18)、(19)在竖直方向作相同的筒谐振动，振幅为A1，保持凸轮(6)不动，匀速转动凸轮(7)绕轴(17)转动，可使杆(3)绕轴(15)振动，端点(20)在竖直方向作简谐振动，振幅为A2(除实施例七中A1 =3A2]]>之外，其余实施例中A1＝A2)，并推动轴(13)在“工”字形槽(8)的竖直槽内上下滑动，在振幅A2和杆长度相比较小时，端点(19)和端点(20)在竖直方向的振动相同。同时转动凸轮(6)和凸轮(7)、端点(18)随凸轮(6)的转动作受迫振动，端点(20)随凸轮(7)的转动作受迫振动，在竖直方向上端点(19)的振动为端点(18)和端点(20)的振动的合振动，图中构件(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)、(7)、(8)匀可用硬质塑料或其它轻硬材料构成。(9)为面板上的槽缝图2中的虚框内的结构是在图1中杆(1)和杆(2)之间所增加的部分，其中在竖直方向，端点(19)的振动为其它振动杆端点的振动的合振动。在杆(1)和杆(2)之间每增加一个虚框中构造部分，就可增加一个分振动。用增加分振动的方法可做成含多个分振动的振动合成器。杆(1)、(2)、(3)的重心都偏在杆的后端，其中杆(2)中间部分是由杆身(44)和端盖(45)两部分组成，轴(13)分别固定在杆(5)的两侧面上，44和45分别穿套在轴(13)上后再组合固定在一起。轴(13)分别卡在两个槽(8)的槽内(图1)槽(8)的组合方式是(46)插入相邻槽(8)的(47)孔内，用杆(21)穿过孔(48)加以固定，使竖直槽固定在同一竖直面内。凸轮外轴(49)处留有缺口槽;在(49)处卡上弹性卡子(50)用来增大凸轮和轴之间的摩擦力，防止凸轮在轴上随意滑动。凸轮一侧面留有传动槽(51)，另一侧面留有传动轴(52)。凸轮组合在一起穿套在同一长轴上后，轴(52)可伸入相邻凸轮的槽(51)内，轴(52)能在槽(51)内转动ψ角，通过轴(52)推动槽(51)的槽壁可带动下一个凸轮转动。从一端正向转动第一个凸轮，可使这一组的凸轮依次转动起来，且每一个凸轮的转动都落后前一个凸轮ψ角，反向转动第一个凸轮，可使这一组的凸轮都同步的转动。轴(52)在槽(51)内能够转动的角ψ的大小决定了凸轮所推动的振动杆端点振动所形成的波的波长，其关系是λ＝360°/ψ，改变ψ角可改变所形成的波的波长。在凸轮侧面槽内加入活动滑块，通过调整滑块在槽内的位置可使ψ本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种演示振动的合成和波的传播规律的仪器，其特征是由多个由振动杆、连杆和凸轮所组成的振动合成器组合在一起再加上传动轮、摇把所组成，组合在一起的振动合成器的同一组凸轮之间采用轴槽传动，每组凸轮的转动都由凸轮组端点的摇把控制，各组凸轮的转速比是由摇把之间的变速装置控制，是用多列波来演示振动的合成和波的传播规律。　。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李保华，
申请(专利权)人：李保华，
类型：发明
国别省市：34[中国|安徽]