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小发明:两维驻波演示装置

小发明:两维驻波演示装置
  有一次物理课上看到老师用绳子抖动形成波,很费劲而且很难成功。因此想到用一种专用装置演示波,在老师演示水波的叠加时,发现叠加后原波形没有受到影响,后询问老师,得知波动是独立传播的,即波的独立性传播原理,因此想办法演示这一原理。
  本发明是一种演示两维机械波的物理教具。它由驻波信号发生器(两路信号),电动式振动器,振动弦和闪频灯等组成。驻波信号发生器产生频率(15- l60Hz),振幅连续可调的大功率正弦电流,用来驱动线性振动器,使振动器上面的摆动杠杆做简谐振动,从而带动相连的振动弦产生驻波。本发明的特征在于振动弦的两端分别与电动或振动器相连,并且两个振动器上的摆动杠杆所做的简谐振动方向互相垂直(水平和坚直),这样使相连的弦既在水平面上形成驻波,又在竖直面上形成驻波,两路驻波的频率和振幅都分别可调,并且互不干涉,即演示波的独立性传播原理。在弦上固定有一系列质子,这样能更好地演示驻波的特性。通过分别调节两路驻波的频率,也可观看到波的合成(理萨域图形)。采用闪频灯照射弦的振动,通过调节闪频灯的频率.可以观看到缓慢波动或定格的效果。采用射灯照射质点反光,可更好地看波的合成。
  本作品具有以下特性:
  科学性:单向的电动式振动器,能使弦产生偏振,当弦两端各接一个振动面互相垂直(水平和竖直)的振动器时,在弦上产生两维驻波,互不干扰。这样一根弦就可演示两维驻波。
  先进性:
  1.频率连续可调,能方便演示驻波的波数和振幅的关系。
  2.利用电子和线性振动器,能产生失真极小的简谐振动。
  3.得用闪频效应可观看驻波各个质点的波动。
  实用性:演示机械波的波动特性:波的独立性传播原理,波的合成和驻波的特点,本发明曾在中央教育电视台用于解驻波的特性。

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