專利名稱：發(fā)波水槽實驗儀的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于物理實驗儀器技術領域，具體涉及一種發(fā)波水槽實驗儀器裝置。
背景技術：
波動及波的傳播在宇宙中無處不在、無時不有，有關波動及波的傳播知識是大學、 中學物理學課程的重要內容之一，在中學物理課程中通常利用一種發(fā)波水槽的實驗儀器通 過觀察水波的頻率與振幅、水波的衍射、反射、干涉等現(xiàn)象，使學員從感性上初步認識波的 特性。但現(xiàn)有的教學儀器市場所提供的發(fā)波水槽實驗儀，存在諸多不足1)采用100W鹵 素燈作為投影光源，鹵素燈發(fā)熱量大，溫度高，而且合格的鹵素燈產品的設計壽命也僅有20 個小時；2)這種儀器采用低壓直流供電，需設置大電流的電源為其供電，因此增加了儀器的 成本和重量；3)采用鹵素燈光源，光源盒內的溫度高，一般光源盒為金屬外殼，盡管內部采 用電機風扇散熱，燈罩外殼還是具有灼傷人的危險；4)原儀器的頻閃方式是在燈泡正下 方放置一個由直流電機驅動的可旋轉的葉片構成的光柵，利用其轉動循環(huán)遮擋光的通過來 實現(xiàn)頻閃功能的，因此，增加了儀器的噪聲，并且閃光頻率穩(wěn)定性差；5)外殼采用全鈑金制 造，增加成本。中國專利公告號200944263Y，名稱為“一種發(fā)波水槽實驗儀”的實用新型專利， 公開一種發(fā)波水槽實驗儀，它包括發(fā)波水槽、頻閃燈和操作面板，在發(fā)波水槽一端的操作 面板上安裝有一萬向桿座，在操作面板上還設置有電源輸端子、電源開關和振動頻率調節(jié) 鈕；由萬向桿座引出的兩根萬向桿延伸至中部；在其中一萬向桿的桿頭設置一可以隨該萬 向桿上下移動及左右軸向旋轉移動的主發(fā)振器，在另一萬向桿的桿頭設置有一可以隨該 萬向桿上下移動的輔發(fā)振器；在發(fā)波水槽的另一端設置有一由裝有若干可見光發(fā)光元器 件和可調節(jié)燈光照射角度的頻閃燈板所構成的頻閃燈，頻閃燈的閃光頻率與主發(fā)振器的 發(fā)振頻率相同步；在發(fā)波水槽的底部鋪設有不透明深色襯底。這種發(fā)波水槽儀器需用大功 率的頻閃燈，還用兩個發(fā)振器，兩個發(fā)振器調整不方便，尤其是它用水槽底部鋪設的深色襯 底來觀察水波投影圖像，人們只能從水槽頂上低著頭觀看水槽底的圖像，觀察者會受到水 面反光的干擾，非常不方便；而且無法使成組的學員同時在水槽上面觀看圖像，課堂實驗效 率很低。
發(fā)明內容本實用新型需要解決的技術問題是，克服現(xiàn)有技術應用大功率頻閃燈使儀器溫度 高、振動頻率調整不便以及不能平視觀察圖案的不足，提供一種振動頻率調整容易、使用微 功率照明燈及可平視觀察圖案的發(fā)波水槽實驗儀。本實用新型的目的是通過下述技術方案予以實現(xiàn)的一種發(fā)波水槽實驗儀，包括 機箱、水平擺放在機箱上面的水槽，所述水槽的底部為平底透明結構；在機箱后側豎直設有 一連接組件，在連接組件上部設有可沿連接組件調整高度的LED照明燈；在連接組件側邊 設有一支架，可調頻率和振幅的振動器與支架為可調整相對高度的連接固定，振動器前端
3可更換地連接有振子；所述機箱包括暗箱，暗箱的前側面為投影屏，在暗箱的內部設有可將 自暗箱頂部入射的光線反射至投影屏的并與投影屏成斜交關系的平面鏡，電源組件固定在 暗箱內后側底部，電源組件中包括設有控制LED照明燈頻閃頻率的頻閃器。當打開受頻閃 器調制的LED照明燈，并開通振動器，使振子在水槽中引發(fā)水波，根據(jù)實驗需要調節(jié)振動器 上的振頻調節(jié)旋鈕，當振動頻率與LED照明燈的頻閃頻率相同時，由平面鏡反射投影在投 影屏上的水波為靜止狀態(tài)；當振動頻率大于頻閃頻率時，水波在投影屏上為向外擴散狀態(tài)； 當振動頻率小于頻閃頻率時，水波在投影屏上為向內收縮狀態(tài)；調節(jié)振動器的振幅調整螺 桿可調節(jié)水波投影的清晰度至最佳狀態(tài)，觀察者可以在儀器的投影屏前平視觀看水波。所述平面鏡為具有反光功能的平面鏡。作為優(yōu)選，所述投影屏為磨砂玻璃制成，投影屏與平面鏡的交角為45° ；用磨砂玻 璃做屏幕，使投影圖象清晰無反光，可避免現(xiàn)有技術在水槽上方直接觀看水底波紋會受到 水面反光的干擾的弊端。作為優(yōu)選，所述支架上設有長槽，振動器利用銷軸與所述長槽相連接，調整銷軸與 長槽的相對位置即可調整振動器的高度，從而調節(jié)振子與水槽中的水面接觸深度。作為優(yōu)選，所述振子包括用于觀察圓形波的單振子、用于觀察波的干涉的雙振子、 用于觀察平面波的平面波振子，以及用于觀察衍射波的二只長擋板。作為優(yōu)選，所述連接組件由固定在機箱后側的連接套、插在連接套中的伸縮桿及 鎖定螺套構成，伸縮桿上方固定LED照明燈，LED照明燈設有可將光線反射至水槽的燈罩； 使用時通過調節(jié)伸縮桿的長度以調節(jié)LED照明燈的高度，然后旋緊鎖定螺套即可。本實用新型的有益效果是1.采用LED照明燈，高效節(jié)能，質量輕且壽命長；2.采用平面鏡反射投影屏，圖像清晰，觀察方位舒適，可同時觀看的人數(shù)多，效率 尚；3.電子方式調頻的振動器，頻率穩(wěn)定可靠，調試方便；4.照明燈照射距離調整容易。

圖1是本實用新型一種實施例的結構示意圖；圖2是一種實施例多種振子的示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施方案對本實用新型作進一步描述。實施例1 如圖1所示，一種發(fā)波水槽實驗儀，包括機箱1，平底透明的水槽2水平 擺放在機箱1上面，在機箱1后側豎直設有一連接組件3，在連接組件3上部設有可沿連接 組件調整高度的LED照明燈4 ；在連接組件3側邊設有一支架5，用于發(fā)生水波的振動器6 與支架5連接并可調整相對高度，振動器6前端連接有振子7 ；機箱1包括暗箱11，暗箱11 的前側面為投影屏112，在暗箱11的內部設有平面鏡12，正方形的平面鏡12固定在暗箱11 內部的前下邊與后上邊兩棱邊處，平面鏡12可將經暗箱頂部水槽2入射的光線反射至投影 屏112，并與投影屏成45°交角，電源組件固定在暗箱內后側底部，電源組件中包括設有控制LED照明燈頻閃頻率的頻閃器。振動器6的上面有一振動板61，振動板61的前端有一連接螺管62，振子7的柄部 插在連接螺管62的固定孔中并用螺釘63固定，振幅調整旋鈕64設在振動器6的上面右 側，振頻調整旋鈕65設在振動器6的左后側面，振子7的振動部插進水槽2的水中，插入水 中的深度利用調整振動器6在支架5上的連接高度確定，支架上設有長槽，固定振動器的銷 軸與所述長槽相連接，調整銷軸與長槽的相對位置即可調整振動器的高度，從而調節(jié)振子7 與水槽中的水面接觸深度。連接組件3由固定在機箱后側的連接套31、插在連接套31中的伸縮桿32及鎖定 螺套33構成，伸縮桿32上方固定LED照明燈4，LED照明燈設有可將光線反射至水槽的燈罩。作為發(fā)波的振子7為一組附件，包括用于觀察圓形波的單振子71、用于觀察波的 干涉的雙振子72、用于觀察平面波的平面波振子73，以及用于觀察衍射波的二只長擋板 74。實驗儀的演示過程如下所述1.準備工作1)將LED照明燈4的連接組件3的伸縮桿32拉出，調整好高度并將鎖定螺套33 鎖緊；2 )在水槽2內注入5_8mm深的清水，充分濕潤水槽四周邊壁及使用的附件；3)將發(fā)波所需的振子7固定在振動板61上，調節(jié)振動器6的高度使振子插入水面 l-2mm。4)將電源線先與儀器后部電源插口連接，再與AC220V/50Hz電源連接。觀看者可 以在儀器的正前方對著投影屏平視觀看波形。2.實驗操作1)演示圓形波將單振子71固定在振動板61上，打開電源開關，儀器即進入工作狀態(tài)。通過振子 71的振動，投影屏112上即會出現(xiàn)圓形波圖像。根據(jù)實驗需要調節(jié)振頻調整旋鈕65，當振動頻率與光源頻率相同時，水波在投影 屏112上為靜止狀態(tài)；當振動頻率大于光源頻率時，水波在投影屏112上為擴散狀態(tài)；當振 動頻率小于光源頻率時，水波在投影屏112上為收縮狀態(tài)；如水波投影不清晰時，可調節(jié)振 幅調整旋鈕64直至清晰為止。2)演示波的衍射按上述方法調整好圓形波后，將二只長擋板74—字形放在離振子中心約20mm處， 調整二塊擋板之間距離使之接近波長，可看到顯著的衍射現(xiàn)象，然后調整擋板之間距離，可 見到不同的衍射現(xiàn)象。3)演示雙振子干涉波將雙振子72固定好，按前述方法調整可看到明顯的干涉波影像。4)演示平面波將平面波振子73固定好，按前述方法調整，使振子下邊沿與水平面相平行，相交 處要充分濕潤，否則影像將略有彎曲。
5[0039]5)演示波的反射在平面波前45°斜放直擋板，即看到平面反射波的影像，通過調整擋板角度，可看 到不同的反射影像。
權利要求一種發(fā)波水槽實驗儀，包括機箱、水平擺放在機箱上面的水槽，其特征是，所述水槽的底部為透明平底結構；在機箱后側豎直設有一連接組件，在連接組件上部設有可沿連接組件調整高度的LED照明燈；在連接組件側邊設有一支架，可調頻率和振幅的振動器與支架為可調整相對高度的連接固定，振動器前端可更換地連接有振子；所述機箱包括暗箱，暗箱的前側面為投影屏，在暗箱的內部設有可將自暗箱頂部入射的光線反射至投影屏的并與投影屏成斜交關系的平面鏡，電源組件固定在暗箱內后側底部，電源組件中包括設有控制LED照明燈頻閃頻率的頻閃器。
2.根據(jù)權利要求1所述發(fā)波水槽實驗儀，其特征是，所述投影屏為磨砂玻璃制成，投影 屏與平面鏡的交角為45°。
3.根據(jù)權利要求1所述的發(fā)波水槽實驗儀，其特征是，所述支架上設有長槽，振動器利 用銷軸與所述長槽相連接。
4.根據(jù)權利要求1或2或3所述的發(fā)波水槽實驗儀，其特征是，所述振子包括用于觀察 圓形波的單振子、用于觀察波的干涉的雙振子、用于觀察平面波的平面波振子，以及用于觀 察衍射波的二只長擋板。
5.根據(jù)權利要求1或2或3所述的發(fā)波水槽實驗儀，其特征是，所述連接組件由固定在 機箱后側的連接套、插在連接套中的伸縮桿及鎖定螺套構成，伸縮桿上方固定LED照明燈， LED照明燈設有可將光線反射至水槽的燈罩。
6.根據(jù)權利要求4所述的發(fā)波水槽實驗儀，其特征是，所述連接組件由固定在機箱后 側的連接套、插在連接套中的伸縮桿及鎖定螺套構成，伸縮桿上方固定LED照明燈，LED照 明燈設有可將光線反射至水槽的燈罩。
專利摘要本實用新型為一種發(fā)波水槽實驗儀，克服現(xiàn)有技術用大功率頻閃燈、振動頻率調整不便及俯看圖像的不足，提供一種振動頻率易調、微功率照明燈及可平視圖像的發(fā)波水槽實驗儀，包括機箱、水平擺在機箱上的平底透明水槽；在機箱后側豎設一連接組件，連接組件上設可調高度的LED燈；連接組件側邊設一支架，可調頻率和振幅的振動器與支架連接，振動器前端可更換地設有振子；機箱包括前側面為投影屏的暗箱，暗箱內部設可將光線反射至投影屏并與投影屏成斜交關系的平面鏡，包括頻閃器的電源組件設在暗箱內后側底部。本實用新型用LED燈；采用平面鏡反射投影屏，圖像清晰，有利觀看；電子調頻的振動器頻率穩(wěn)定調試方便；照明燈距離調整容易。
文檔編號G09B23/12GK201741307SQ20102028713
公開日2011年2月9日 申請日期2010年8月10日 優(yōu)先權日2010年8月10日
發(fā)明者趙明喬 申請人:余姚市神馬教儀成套有限公司