多普勒效应实验演示装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种多普勒效应实验演示装置，包括一容器，容器中盛水；还包括在容器上方设置的一对导轨、以及可在该导轨上进行水平移动的移动部件，所述的移动部件包括一移动小车和悬挂在该移动小车下方的小锤；所述的小锤接触水面。演示多普勒效应时：按动启动按钮，驱动电机驱动小锤作上下运动，小锤在同一个地方击打水面，水波成同心圆向四周扩散；当小锤击打水面一段时间后，驱动电机驱动小锤在导轨上进行水平运动，小锤划动水面，小锤周围的水波发生疏密变化，从而演示多普勒效应。效果直观。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种多普勒效应实验演示装置。
技术介绍
在日常生活中，人们都会有这种经验当一列鸣着汽笛的火车经过某观察者时，他 会发现火车汽笛的声调由高变低。为什么会发生这种现象呢？这是因为声调的高低是由声 波振动频率的不同决定的，如果频率高，声调听起来就高；反之声调听起来就低。这种现象 称为多普勒效应。多普勒效应(Doppler effect)是为纪念奥地利物理学家及数学家克里 斯琴·约翰·多普勒(Christian JohannDoppler)而命名的，他于1842年首先提出了这一 理论。多普勒认为，物体辐射的波长因为波源和观测者的相对运动而产生变化。随着时间 的推移，多普勒效应已被广泛应用到各行各业。但是由于缺少实验工具，好多人还是不能真正的理解多普勒效应究竟是怎样形成 的和多普勒效应的图形。
技术实现思路
本技术是为了提供一种多普勒效应实验演示装置。该实验装置利用水波将多 普勒效应进行形象的表现，从而使参与者直观的了解多普勒效应究竟是怎样形成的这一科 学道理。本技术采取的技术方案是多普勒效应实验演示装置，其特点是，包括一容 器，容器中盛水；还包括在容器上方设置的一对导轨、以及可在该导轨上进行水平移动的移 动部件，所述的移动部件包括一移动小车和悬挂在该移动小车下方的小锤；所述的小锤接 触水面。上述多普勒效应实验演示装置，其中，所述的移动小车包括车体，所述车体底部两 侧设有可在所述导轨中移动的滑轮。上述多普勒效应实验演示装置，其中，所述的移动小车底部的滑轮两侧设有倒“U” 型卡件，该倒“U”型卡件卡在所述导轨上。上述多普勒效应实验演示装置，其中，还包括驱动所述移动小车移动的直线减速 电机和驱动小锤上下运动的上下振动减速电机。上述多普勒效应实验演示装置，其中，所述的移动小车与小锤之间通过硬质杆连 接。上述多普勒效应实验演示装置，其中，所述的导轨的起始点和终端点均设有限位 块，所述移动小车相对导轨终端限位块的部位设有切换开关，相对导轨起始点的部位设有 切断开关；所述移动小车移动到导轨的终端，受终端点限位块碰撞，切换开关动作，驱动电 机反向运转，移动小车后退；后退到导轨的起始点，受起始点限位块碰撞，切断开关动作，移 动小车停止移动。 上述多普勒效应实验演示装置，其中，所述的容器设有进水口和出水口。3上述多普勒效应实验演示装置，其中，所述的容器内的水面上设有一层对水波进 行缓冲的缓冲物。由于本技术采用了以上的技术方案，制作一个容器，容器内盛水，在容器上方 安装能够水平运动的导轨，导轨上安装能够击打水面的带小锤的移动小车。当小锤随移动 小车在导轨上进行水平移动时，小锤击打水面，水面上即可出现水波的疏密情况，该水波的 疏密情况即为演示的多普勒效应。效果直观。附图说明本技术的具体结构由以下的实施例及其附图进一步给出。图1是本技术多普勒效应实验演示装置的整体结构示意图。图2是图1的俯视图。图3是图1的侧视图。图4是本技术多普勒效应实验演示装置中移动部件的结构示意图，其中a是 移动小车的俯视图；b是移动小车的侧视图。图5本技术多普勒效应实验演示装置演示的多普勒效应效果图。具体实施方式请参阅图1 图3，其中图1是本技术多普勒效应实验演示装置的整体结构示 意图，图2是图1的俯视图，图3是图1的侧视图。本技术多普勒效应实验演示装置， 包括一容器1，容器中盛水2 ；本实施例容器采用不锈钢进行制作，利用支撑机构3将其固定 在地面上。在容器上方设置的一对导轨4、以及可在该导轨上进行水平移动的移动部件5。 所述的容器设有进水口 11和出水口 12，以及时的更换水质，保证容器中水的清洁。所述容 器的侧边设有操作台6，所述操作台设有电源开关、启动开关等功能按钮61。请参阅图4，图4是本技术多普勒效应实验演示装置中移动部件的结构示意 图，其中a是俯视图；b是侧视图(部分剖视)。所述的移动部件5包括一移动小车51和悬 挂在该移动小车下方的小锤52 ；所述的移动小车与小锤之间通过硬质杆53连接。所述的 小锤52接触水面。所述的移动小车51包括车体511，所述车体底部两侧设有可在所述导轨 中移动的滑轮512。为了保证移动小车移动时的安全性，所述的移动小车底部的滑轮两侧设 有倒“U”型卡件513，该倒“U”型卡件卡在所述导轨上。本技术的移动小车采用驱动电 机514驱动在导轨上来回移动，本实施例采用例如减速比为90的直线减速电机驱动，利用 该直线减速电机对行进的移动小车进行控制，可实现演示的稳定性和操作的安全性。还包 括驱动小锤作上下微量运动的上下振动减速电机515。从而实现对小锤的上下运动和驱动 移动小车在水平导轨的线性移动。为安全起见，所述移动小车外可罩有罩盖516。请配合参阅图2。所述的导轨4的起始点和终端点均设有限位块41、42，所述移动 小车相对导轨终端限位块的部位设有切换开关518，相对导轨起始点的部位设有切断开关 517 ；所述移动小车移动到导轨的终端，受终端点限位块碰撞，切换开关动作，驱动电机反向 运转，移动小车后退；后退到导轨的起始点，受起始点限位块碰撞，切断开关动作，移动小车 停止移动。为了使在容器内拍打水面不形成明显的涟漪，本技术在所述的容器内是水面上设有一层对水波进行缓冲的缓冲物，所述的缓冲物可由细小的模拟水草构成，从而使水 波的运动不产生反射波，进而得到更好的效果。本技术演示多普勒效应时，按动启动按钮，驱动电机驱动小锤作上下运动，小 锤在同一个地方击打水面，水波成同心圆向四周扩散；当小锤击打水面一段时间后，内部转 换开关停止上下振动减速电机驱动小锤作上下运动，而使直线减速电机启动，驱动移动小 车在导轨上进行水平运动；小锤在移动小车的带动下划动水面，小锤周围的水波发生疏密 变化，演示多普勒效应；演示一个来回后，停止演示。该一个来回的具体过程是所述的导 轨的起始点和终端点均设有限位块，所述移动小车相对导轨终端限位块的部位设有切换开 关，相对导轨起始点的部位设有切断开关；所述移动小车移动到导轨的终端，受终端点限位 块碰撞，切换开关动作，驱动电机反向运转，移动小车后退；后退到导轨的起始点，受起始点 限位块碰撞，切断开关动作，移动小车停止移动；该次演示结束。通过移动小车带动小锤在水面的移动，我们可以看到小锤经过的水面上可出现 水波的疏密情况(如图5所示)在运动的波源前面，波被压缩，波长变得较短，频率变得较 高。在运动的波源后面，产生相反的效应。波长变得较长，频率变得较低。波源的速度越高， 所产生的效应越大。从而演示了多普勒效应。权利要求多普勒效应实验演示装置，其特征在于，包括一容器，容器中盛水；还包括在容器上方设置的一对导轨、以及可在该导轨上进行水平移动的移动部件，所述的移动部件包括一移动小车和悬挂在该移动小车下方的小锤；所述小锤接触水面。2.根据权利要求1所述的多普勒效应实验演示装置，其特征在于，所述的移动小车包 括车体，所述车体底部两侧设有可在所述导轨中移动的滑轮。3.根据权利要求1或2所述的多普勒效应实验演示装置，其特征在于，所述的移动小车 底部的滑轮两侧设有倒“U”型卡件，该倒“U”型卡件卡在所述导轨上。4.根据权利要求1或2所述的多普勒效应实验演示装置，其本文档来自技高网...

【技术保护点】
多普勒效应实验演示装置，其特征在于，包括一容器，容器中盛水；还包括在容器上方设置的一对导轨、以及可在该导轨上进行水平移动的移动部件，所述的移动部件包括一移动小车和悬挂在该移动小车下方的小锤；所述小锤接触水面。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈颖，孙源，余丽江，
申请(专利权)人：上海科技馆，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]