本發(fā)明涉及聲波振動(dòng)演示儀器，尤其涉及一種示波式聲波演示裝置，屬于教學(xué)儀器技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

在物理教學(xué)中，講解聲波振動(dòng)規(guī)律主要是通過老師的逐點(diǎn)作圖法來進(jìn)行描述，其次是通過機(jī)械振子模具進(jìn)行模擬，三是依靠教學(xué)示波器進(jìn)行顯示，四是通過電腦和投影機(jī)進(jìn)行仿真，前兩種方法存在內(nèi)容抽象和枯燥無味的缺陷，第三種方法由于示波器屏幕較小，后排學(xué)生不易觀看，第四種方法成本較高，操作麻煩，需要用到電腦和投影機(jī)，由于沒有相關(guān)發(fā)聲實(shí)物的直接參與，容易給學(xué)生造成人工作秀的感覺，直觀性仍然不強(qiáng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)不高、便于攜帶、容易操作、有發(fā)聲實(shí)物直接參與、波形顯示尺寸較大的激光示波式聲波演示裝置。

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：激光示波式聲波演示裝置包括底板腳(1)、調(diào)速旋鈕(2)、平板揚(yáng)聲器(3)、折肩(4)、揚(yáng)聲器口部(5)、橡膠墊(6)、波紋邊(7)、平板型紙盆(8)、第二反射光(9)、磁鐵(10)、上夾板(11)、柱面反射鏡(12)、音圈(13)、第一反射光(14)、減震墊(15)、電機(jī)轉(zhuǎn)軸(16)、平面反射鏡(17)、反射鏡轉(zhuǎn)軸(18)、角度調(diào)整旋鈕(19)、出射光(20)、出射光口(21)、反射鏡支架(22)、鋸齒輪(23)、激光筆(24)、激光筆支架(25)、激光筆轉(zhuǎn)軸(26)、轉(zhuǎn)軸支架(27)、轉(zhuǎn)軸底座(28)、減速電機(jī)(29)、語言音樂片(30)、晶體管(31)、螺絲(32)、底板凹槽(33)、電池組(34)、中心柱(35)、下夾板(36)、揚(yáng)聲器底部(37)、底板(38)、調(diào)速電位器(39)、電池盒(40)、翹板開關(guān)(41)、復(fù)位彈簧(42)、彈簧支架(43)、頂桿(44)和開口(45)。

激光筆(24)、出射光(20)、平面反射鏡(17)、第一反射光(14)、柱面反射鏡(12)和第二反射光(9)構(gòu)成光學(xué)部分，音圈(13)、平板型紙盆(8)和柱面反射鏡(12)構(gòu)成垂直方向顯示部分，調(diào)速旋鈕(2)、調(diào)速電位器(39)、減速電機(jī)(29)、鋸齒輪(23)、頂桿(44)、復(fù)位彈簧(42)和激光筆(24)構(gòu)成水平方向掃描部分。

底板(38)上方設(shè)有底板凹槽(33)和平板揚(yáng)聲器(3)，揚(yáng)聲器底部(37)嵌入底板凹槽(33)內(nèi)，平板型紙盆(8)上方中心位置設(shè)有柱面反射鏡(12)，底板(38)左側(cè)上方設(shè)有調(diào)速旋鈕(2)和翹板開關(guān)(41)，底板(38)左側(cè)下方設(shè)有調(diào)速電位器(39)，底板(38)右側(cè)上方設(shè)有減震墊(15)和反射鏡支架(22)，減震墊(15)上方設(shè)有減速電機(jī)(29)，減速電機(jī)(29)右側(cè)設(shè)有鋸齒輪(23)，鋸齒輪(23)通過電機(jī)轉(zhuǎn)軸(16)與減速電機(jī)(29)連接，反射鏡支架(22)頂部設(shè)有平面反射鏡(17)和角度調(diào)整旋鈕(19)，平面反射鏡(17)通過反射鏡轉(zhuǎn)軸(18)與角度調(diào)整旋鈕(19)連接。

底板(38)右側(cè)設(shè)有用于插入激光筆(24)的開口(45)，底板(38)右側(cè)下方設(shè)有語言音樂片(30)和轉(zhuǎn)軸底座(28)，轉(zhuǎn)軸底座(28)上方設(shè)有轉(zhuǎn)軸支架(27)、激光筆支架(25)以及能夠使激光筆支架(25)繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的激光筆轉(zhuǎn)軸(26)，激光筆支架(25)底部與激光筆轉(zhuǎn)軸(26)連接，激光筆支架(25)頂部與激光筆(24)底部連接，激光筆(24)腰部一側(cè)設(shè)有頂桿(44)，頂桿(44)的一端頂在鋸齒輪(23)上，激光筆(24)腰部另一側(cè)設(shè)有復(fù)位彈簧(42)和彈簧支架(43)，彈簧支架(43)底部固定在底板(38)上方。

柱面反射鏡(12)為表面鍍有鉻且彎成橫截面為倒U型的銅箔，銅箔的厚度為0.1mm，平面反射鏡(17)為鏡面不銹鋼，厚度為0.5mm，光路前進(jìn)方向依次為出射光口(21)、出射光(20)、平面反射鏡(17)、第一反射光(14)、柱面反射鏡(12)和第二反射光(9)，減速電機(jī)(29)的電機(jī)轉(zhuǎn)軸(16)在直流6V時(shí)的轉(zhuǎn)速為300轉(zhuǎn)/分，鋸齒輪(23)的齒數(shù)為3個(gè)，平板揚(yáng)聲器(3)的口徑為120mm，額定功率為1W，阻抗為16Ω，波紋邊(7)為橡皮邊。

當(dāng)平板揚(yáng)聲器(3)發(fā)聲時(shí)，平板型紙盆(8)帶動(dòng)柱面反射鏡(12)上下振動(dòng)，第一反射光(14)照射在柱面反射鏡(12)不同位置的弧面上與弧面切線之間形成不同的角度，所產(chǎn)生的第二反射光(9)與弧面切線之間也形成不同的角度，柱面反射鏡(12)對(duì)第二反射光(9)和第一反射光(14)之間起到凸面鏡放大作用，加之第一反射光(14)的光路較短，第二反射光(9)投到墻面上或銀幕上的光路較長，從凸面鏡原理與光杠桿原理可知平板型紙盆(8)的振動(dòng)幅度在墻面或銀幕上形成的激光投影點(diǎn)振動(dòng)幅度在垂直方向被放大。

當(dāng)減速電機(jī)(29)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)軸(16)帶動(dòng)鋸齒輪(23)順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，通過頂桿(44)的傳遞使激光筆(24)圍繞激光筆轉(zhuǎn)軸(26)周期性擺動(dòng)，即出射光口(21)作鋸齒規(guī)律運(yùn)動(dòng)，使出射光(20)通過平面反射鏡(17)和柱面反射鏡(12)的反射后激光投影點(diǎn)在水平方向展開，水平方向運(yùn)動(dòng)與上述垂直方向運(yùn)動(dòng)合成后激光投影點(diǎn)在墻面或銀幕上就形成聲音的波形。

由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明所具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：激光示波式聲波演示裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、便于攜帶、容易操作、造價(jià)不高、有發(fā)聲實(shí)物參與、波形顯示尺寸較大和直觀性強(qiáng)等特點(diǎn)，適用于物理教學(xué)的課堂演示，對(duì)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，加深聲波運(yùn)動(dòng)規(guī)律的印象起到積極作用。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明，本發(fā)明有如下4幅附圖：

圖1是本發(fā)明的正視圖，

圖2是本發(fā)明右視圖之一，

圖3是本發(fā)明右視圖之二，

圖4是本發(fā)明電路部分原理圖。

附圖中所標(biāo)各數(shù)字分別表示如下：

1.底板腳，2.調(diào)速旋鈕，3.平板揚(yáng)聲器，4.折肩，5.揚(yáng)聲器口部，6.橡膠墊，7.波紋邊，8.平板型紙盆，9.第二反射光，10.磁鐵，11.上夾板，12.柱面反射鏡，13.音圈，14.第一反射光，15.減震墊，16.電機(jī)轉(zhuǎn)軸，17.平面反射鏡，18.反射鏡轉(zhuǎn)軸，19.角度調(diào)整旋鈕，20.出射光，21.出射光口，22.反射鏡支架，23.鋸齒輪，24.激光筆，25.激光筆支架，26.激光筆轉(zhuǎn)軸，27.轉(zhuǎn)軸支架，28.轉(zhuǎn)軸底座，29.減速電機(jī)，30.語言音樂片，31.晶體管，32.螺絲，33.底板凹槽，34.電池組，35.中心柱，36.下夾板，37.揚(yáng)聲器底部，38.底板，39.調(diào)速電位器，40.電池盒，41.翹板開關(guān)，42.復(fù)位彈簧，43.彈簧支架，44.頂桿，45.開口，46.旋轉(zhuǎn)方向。

具體實(shí)施方式

1.根據(jù)圖1至圖3，激光示波式聲波演示裝置包括底板腳(1)、調(diào)速旋鈕(2)、平板揚(yáng)聲器(3)、折肩(4)、揚(yáng)聲器口部(5)、橡膠墊(6)、波紋邊(7)、平板型紙盆(8)、第二反射光(9)、磁鐵(10)、上夾板(11)、柱面反射鏡(12)、音圈(13)、第一反射光(14)、減震墊(15)、電機(jī)轉(zhuǎn)軸(16)、平面反射鏡(17)、反射鏡轉(zhuǎn)軸(18)、角度調(diào)整旋鈕(19)、出射光(20)、出射光口(21)、反射鏡支架(22)、鋸齒輪(23)、激光筆(24)、激光筆支架(25)、激光筆轉(zhuǎn)軸(26)、轉(zhuǎn)軸支架(27)、轉(zhuǎn)軸底座(28)、減速電機(jī)(29)、語言音樂片(30)、晶體管(31)、螺絲(32)、底板凹槽(33)、電池組(34)、中心柱(35)、下夾板(36)、揚(yáng)聲器底部(37)、底板(38)、調(diào)速電位器(39)、電池盒(40)、翹板開關(guān)(41)、復(fù)位彈簧(42)、彈簧支架(43)、頂桿(44)和開口(45)。

2.激光筆(24)、出射光(20)、平面反射鏡(17)、第一反射光(14)、柱面反射鏡(12)和第二反射光(9)構(gòu)成光學(xué)部分，音圈(13)、平板型紙盆(8)和柱面反射鏡(12)構(gòu)成垂直方向顯示部分，調(diào)速旋鈕(2)、調(diào)速電位器(39)、減速電機(jī)(29)、鋸齒輪(23)、頂桿(44)、復(fù)位彈簧(42)和激光筆(24)構(gòu)成水平方向掃描部分。

3.底板(38)上方設(shè)有底板凹槽(33)和平板揚(yáng)聲器(3)，揚(yáng)聲器底部(37)嵌入底板凹槽(33)內(nèi)，平板型紙盆(8)上方中心位置設(shè)有柱面反射鏡(12)，底板(38)左側(cè)上方設(shè)有調(diào)速旋鈕(2)和翹板開關(guān)(41)，底板(38)左側(cè)下方設(shè)有調(diào)速電位器(39)，底板(38)右側(cè)上方設(shè)有減震墊(15)和反射鏡支架(22)，減震墊(15)上方設(shè)有減速電機(jī)(29)，減速電機(jī)(29)右側(cè)設(shè)有鋸齒輪(23)，鋸齒輪(23)通過電機(jī)轉(zhuǎn)軸(16)與減速電機(jī)(29)連接，反射鏡支架(22)頂部設(shè)有平面反射鏡(17)和角度調(diào)整旋鈕(19)，平面反射鏡(17)通過反射鏡轉(zhuǎn)軸(18)與角度調(diào)整旋鈕(19)連接。

4.底板(38)右側(cè)設(shè)有用于插入激光筆(24)的開口(45)，底板(38)右側(cè)下方設(shè)有語言音樂片(30)和轉(zhuǎn)軸底座(28)，轉(zhuǎn)軸底座(28)上方設(shè)有轉(zhuǎn)軸支架(27)、激光筆支架(25)以及能夠使激光筆支架(25)繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的激光筆轉(zhuǎn)軸(26)，激光筆支架(25)底部與激光筆轉(zhuǎn)軸(26)連接，激光筆支架(25)頂部與激光筆(24)底部連接，激光筆(24)腰部一側(cè)設(shè)有頂桿(44)，頂桿(44)的一端頂在鋸齒輪(23)上，激光筆(24)腰部另一側(cè)設(shè)有復(fù)位彈簧(42)和彈簧支架(43)，彈簧支架(43)底部固定在底板(38)上方。

5.柱面反射鏡(12)為表面鍍有鉻且彎成橫截面為倒U型的銅箔，銅箔的厚度為0.1mm，平面反射鏡(17)為鏡面不銹鋼，厚度為0.5mm，光路前進(jìn)方向依次為出射光口(21)、出射光(20)、平面反射鏡(17)、第一反射光(14)、柱面反射鏡(12)和第二反射光(9)，減速電機(jī)(29)的電機(jī)轉(zhuǎn)軸(16)在直流6V時(shí)的轉(zhuǎn)速為300轉(zhuǎn)/分，鋸齒輪(23)的齒數(shù)為3個(gè)，平板揚(yáng)聲器(3)的口徑為120mm，額定功率為1W，阻抗為16Ω，波紋邊(7)為橡皮邊。

6.當(dāng)平板揚(yáng)聲器(3)發(fā)聲時(shí)，平板型紙盆(8)帶動(dòng)柱面反射鏡(12)上下振動(dòng)，第一反射光(14)照射在柱面反射鏡(12)不同位置的弧面上與弧面切線之間形成不同的角度，所產(chǎn)生的第二反射光(9)與弧面切線之間也形成不同的角度，柱面反射鏡(12)對(duì)第二反射光(9)和第一反射光(14)之間起到凸面鏡放大作用，加之第一反射光(14)的光路較短，第二反射光(9)投到墻面上或銀幕上的光路較長，從凸面鏡原理與光杠桿原理可知平板型紙盆(8)的振動(dòng)幅度在墻面或銀幕上形成的激光投影點(diǎn)振動(dòng)幅度在垂直方向被放大。

7.當(dāng)減速電機(jī)(29)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)軸(16)帶動(dòng)鋸齒輪(23)順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，通過頂桿(44)的傳遞使激光筆(24)圍繞激光筆轉(zhuǎn)軸(26)周期性擺動(dòng)，即出射光口(21)作鋸齒規(guī)律運(yùn)動(dòng)，使出射光(20)通過平面反射鏡(17)和柱面反射鏡(12)的反射后激光投影點(diǎn)在水平方向展開，水平方向運(yùn)動(dòng)與上述垂直方向運(yùn)動(dòng)合成后激光投影點(diǎn)在墻面或銀幕上就形成聲音的波形。

8.圖2是頂桿(44)左端位于鋸齒輪(23)的谷點(diǎn)使出射光口(21)位于反射鏡支架(22)的左側(cè)，圖3是頂桿(44)左端位于鋸齒輪(23)的峰點(diǎn)使出射光口(21)位于反射鏡支架(22)的右側(cè)。

9.實(shí)施時(shí)，將激光筆(24)的按鈕改成按鈕開關(guān)，激光筆(24)由其內(nèi)部電池供電，根據(jù)圖4，完成電池組(34)、翹板開關(guān)(41)、調(diào)速電位器(39)、減速電機(jī)(29)、語言音樂片(30)、晶體管(31)和平板揚(yáng)聲器(3)之間的線路連接。

10.使用時(shí)，開啟激光筆(24)的按鈕開關(guān)和翹板開關(guān)(41)，使激光筆(24)、減速電機(jī)(29)、語言音樂片(30)和晶體管(31)工作，平板揚(yáng)聲器(3)發(fā)聲，通過調(diào)整旋鈕(19)調(diào)整反射鏡(17)使第一反射光(14)精準(zhǔn)照射在柱面反射鏡(12)上并使第二反射光(9)能夠照射在墻面或銀幕上，根據(jù)語言音樂片(30)使平板揚(yáng)聲器(3)發(fā)出的不同語音或不同音樂信號(hào)，調(diào)整調(diào)速旋鈕(2)使減速電機(jī)(29)有合適的轉(zhuǎn)速，即墻面或銀幕上顯示的波形有合適的周期數(shù)。