專利名稱：水波實驗演示器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及水波演示實驗的教學儀器，特別是利用脈動氣源作為水波振源的水波實驗演示器。
機械振動和機械波是現(xiàn)代物理的重要基礎理論之一，是中學課程中的難點。需將波的物理現(xiàn)象顯現(xiàn)出來，以便直觀地觀察研究。目前列入全國教學儀器目錄(中學部分)中，編號為J2208，名為“發(fā)波水槽”的儀器，其波源是用振動桿端的小球直擊水面產(chǎn)生水波，水面形成的波形雜亂，顯現(xiàn)的圖像很不清晰。另外其振動頻率不易按需調(diào)節(jié)。
本實用新型之目的是給出一種利用脈動氣源作為振源在水面產(chǎn)生水波，并將其清晰地顯示的水波實驗演示器。
所述的水波實驗演示器在透明水盤上方固定噴口正對水面的噴咀，其由導管與單程排氣的往復泵連接。噴咀上方固定光源和由步進電機帶動的有缺口的遮光片構成的頻閃裝置。透明水盤下方傾斜固定反光鏡，其前面固定乳白色磨砂玻璃作為顯示屏。
本實用新型采用單程排氣的往復泵，其往復運動的頻率易調(diào)節(jié)，即振源頻率連續(xù)可調(diào)。根據(jù)實驗需要可選用單噴咀，或雙頭噴咀。用單噴咀可作波的傳播；波長、波速、頻率的關系；波的反射、衍射、折射和多譜勒效應實驗。如果采用兩個并列相通噴咀，用同一氣源，即水面的兩個振點頻率完全相同，氣體吹擊水面為水波振源，然后氣體向上部四周擴散，不會在水面引起雜波。水盤上部光源的光線透過旋轉(zhuǎn)遮光片的缺口，并穿過已產(chǎn)生振動波的水面和水盤射向反光鏡，再反射到顯示屏上，顯現(xiàn)水波的干涉圖樣。由于水面沒有雜波，顯示的干涉條紋特別清晰。因步進電機的轉(zhuǎn)速易調(diào)節(jié)，其帶動遮光片遮擋光源而得到頻閃光源的頻率也連續(xù)可調(diào)。當波頻與閃頻不等時，顯示屏上水波的明暗條紋將移動，如閃頻大于波頻，明暗條紋向波源移動，反之背離波源移動。當閃頻與波頻相等，即同步，明暗條紋不移動，可在顯示屏上得到非常穩(wěn)定的被“凝固”的干涉圖樣，以便于教學、觀察、研究。


圖1，所述演示器的立體圖；實施例一兩個并列的噴咀2固定在透明水盤1上方，其噴口正對水面，兩噴咀連通且由一條導管8連到往復泵6上，該泵裝在光源盒7中，其是金魚缸用的加氧泵，其是由常規(guī)脈沖電源驅(qū)動一個撥桿撥動皮碗往復運動，類似打氣筒一樣單程排氣而產(chǎn)生脈動的氣源。噴咀2上方固定光源盒7，盒中裝有光源3，由脈沖電源驅(qū)動的步進電機4帶動有缺口的遮光片5旋轉(zhuǎn)，光線僅能通過遮光片5的缺口射向水盤1而形成頻閃光源。本機裝有兩套相同的常規(guī)脈沖電源。如步進電機4和往復泵6共同一個脈沖電源的信號，則波頻和閃頻同步。如電機4和泵6分別各用一個脈沖電源的信號，則波頻和閃頻異步。水盤1下斜置反光鏡9，其前面垂直固定乳白色玻璃作為顯示屏10。光線透過水盤1射向反光鏡9并反射到顯示屏10上，形成圖像。
實施例二水盤1上固定單頭噴咀2，在水面構成一個振點，其余與實施例一相同，可作多譜勒效應等實驗。
權利要求1.水波實驗演示器，有透明水盤1和常規(guī)的脈沖電源，其特征在于，透明水盤1上方固定噴口正對水面的噴咀2，由導管8與單程排氣的往復泵6連接，噴咀2上方固定一個光源3和由步進電機4帶動的有缺口的遮光片5，水盤1下方傾斜固定一個反光鏡9，其前面固定乳白色磨砂玻璃作為顯示屏10。
2.按權利要求1所述的水波實驗演示器，其特征在于噴咀2是雙噴頭并列，且雙噴頭共用一個導管8與往復泵6連接。
專利摘要水波實驗演示器，其水盤上固定與單程排氣的往復泵相連的噴嘴，其噴口正對水面由脈動氣源在水面產(chǎn)生振波，上部裝有光源和電機帶動的遮光片構成的頻閃光源，水盤下部斜置反光鏡，垂直裝磨砂玻璃為顯示屏，光源的光線透過形成振波的水面，再由反光鏡反射到顯示屏上，由于氣體振源在水面不產(chǎn)生雜波，所得到的波的圖形特別清晰。
文檔編號G09B23/08GK2127512SQ9222982
公開日1993年2月24日 申請日期1992年7月28日 優(yōu)先權日1992年7月28日
發(fā)明者吳澧旸 申請人:吳澧旸