一种波速与介质关系研究的教学演示仪的制作方法

1.本发明属于教学模具领域，具体是涉及一种波速与介质关系研究的教学演示仪。


背景技术：

2.对于机械波的认识从形成到传播是高中物理课程体系中不可或缺的知识内容，在一般教学中教师利用《箱式横波纵波演示仪》进行教学，其意义是可以仔细观察振动与传播之间的关系；
3.波速与介质关系的研究中波速包括横波的波速和纵波的波速，但是在研究横波的波速时，利用《箱式横波纵波演示仪》研究出的振源振动频率与传播速度成正比关系，而实际上是振动速度与传播速度无关，而是波速与介质之间有关，因此实验演示时会让学生产生误解。


技术实现要素：

4.本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种波速与介质关系研究的教学演示仪。
5.为实现上述技术目的，本发明提供了以下技术方案：
6.本发明提供的一种波速与介质关系研究的教学演示仪，包括有底座、两端分别固定有波动球的波动棒、传播条、光电门和数字计时器，所述传播条的一端固定在底座的一端上而另一端活动搭在底座的另一端上，所述波动棒的数量不少于2个且均固定在传播条上，相邻两个波动棒的间距相等，所述光电门有两个且感应端分别位于任意两个波动棒的同侧波动球外，两个光电门的输出端电连接数字计时器的输入端。
7.作为优选，所述传播条为胶带纸，所述传播条固定在底座的一端的方式是通过粘接而固定在底座上。
8.作为优选，所述传播条的活动端固定有拉扣。
9.作为优选，所述底座的下侧内沿宽度方向穿过有卡座。
10.作为优选，所述底座的前侧固定有测量尺，所述光电门的下端与测量尺前后对应设置。
11.有益效果在于：本装置通过光电门感应带有多个波动球的波动棒在传播条处于不同张紧度时的传播时间，来验证振动速度与传播速度无关而是振动速度与介质有关的原理，进而使学生准确分析到机械波的波速与介质的关系，避免学生产生误解。
附图说明
12.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
13.图1是本发明的第一视角立体图；
14.图2是本发明的第二视角立体图；
15.图3是图2的a部局部放大结构示意图。
16.附图标记说明如下：
17.1、拉扣；2、底座；3、测量尺；4、卡座；5、光电门；6、数字计时器；7、波动棒；8、波动球；9、传播条。
具体实施方式
18.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
19.请参阅图1-图3所示，本发明提供一种波速与介质关系研究的教学演示仪，包括有底座2、两端分别固定有波动球8的波动棒7、传播条9、光电门5和数字计时器6，传播条9的一端固定在底座2的一端上而另一端活动搭在底座2的另一端上，波动棒7的数量不少于2个且均固定在传播条9上，相邻两个波动棒7的间距相等，光电门5有两个且感应端分别位于任意两个波动棒7的同侧波动球8外，两个光电门5的输出端电连接数字计时器6的输入端，通过拨动两端安装波动球8的波动棒7，可使波动棒7两端交替上下摆动且摆动幅度更大，并且波动棒7带动传播条9扭动，传播条9带动其他波动棒7摆动，不同张紧度的传播条9的传动波动速度不一样，光电门5记录相距最远的两个波动棒7的摆动时间间隔，两个光电门5的间距一定，即可知道波动传播速度，得到波速与介质的关系，来验证振动速度与传播速度无关而是振动速度与介质有关的原理，进而使学生准确分析到机械波的波速与介质的关系，避免学生产生误解，传播条9为胶带纸，传播条9固定在底座2的一端的方式是通过粘接而固定在底座2上，传播条9的活动端固定有拉扣1，通过拉扣1方便拉动传播条9，底座2的下侧内沿宽度方向穿过有卡座4，底座2的前侧固定有测量尺3，光电门5的下端与测量尺3前后对应设置，通过测量尺3直观的检测两个光电门5的间距。
20.采用上述结构，装置在使用时，将卡座4、光电门5和数字计时器6放在试验台上，将底座2卡在卡座4上，调节两个光电门5的位置，直到波动球8位于光电门5的感应端内，并且通过测量尺3观察两个光电门5的间距，之后拨动波动球8，由于传播条9会变形扭动，则波动棒7进行一端上转而另一端下转的循环摆动，波动棒7在摆动的同时会带动传播条9扭动，传播条9带动其他波动棒7摆动，此时两个光电门5的感应端因为波动球8的上下摆动而产生一个瞬时感应，两个光电门5将瞬时感应的时间传递给数字计时器6，即可知道两个光电门5瞬时感应的时间差，记录该时间差；之后通过拉扣1拉动传播条9，使传播条9更加紧绷或更加放松，之后再按照上述试验一次，再次记录两个波动棒7在传播条9处于不同紧张度时的传播时间，以此类推，记录多个传播时间的数据，还可调节光电门5的位置，来保证波动球8一定位于光电门5的感应端内，但是两个光电门5的间距仍可通过测量尺3测量出来，即可得到该次实验的间距除以时间得到的速度，之后对比多次测量的速度，即可知道传播条9在不同张紧度时机械波传动速度，传播条9的不同张紧度代表不同的传播介质，即可知道介质与机械波传播速度的关系，这就是本装置在演示横波与介质关系时的具体使用方式。
21.除此之外，利用相似原理还设想纵波与介质关系的演示仪，将传播条9、波动棒7和波动球8全部去除，在底座2内水平横向放置不同张紧度的弹簧，横向拨动弹簧，按照横波与介质关系的演示方法测量弹簧的一端到另一端的传播速度，来演示纵波与介质的关系。
22.以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。


技术特征：
1.一种波速与介质关系研究的教学演示仪，其特征在于：包括有底座(2)、两端分别固定有波动球(8)的波动棒(7)、传播条(9)、光电门(5)和数字计时器(6)，所述传播条(9)的一端固定在底座(2)的一端上而另一端活动搭在底座(2)的另一端上，所述波动棒(7)的数量不少于2个且均固定在传播条(9)上，相邻两个波动棒(7)的间距相等，所述光电门(5)有两个且感应端分别位于任意两个波动棒(7)的同侧波动球(8)外，两个光电门(5)的输出端电连接数字计时器(6)的输入端。2.根据权利要求1所述的一种波速与介质关系研究的教学演示仪，其特征在于：所述传播条(9)为胶带纸，所述传播条(9)固定在底座(2)的一端的方式是通过粘接而固定在底座(2)上。3.根据权利要求1所述的一种波速与介质关系研究的教学演示仪，其特征在于：所述传播条(9)的活动端固定有拉扣(1)。4.根据权利要求1所述的一种波速与介质关系研究的教学演示仪，其特征在于：所述底座(2)的下侧内沿宽度方向穿过有卡座(4)。5.根据权利要求1所述的一种波速与介质关系研究的教学演示仪，其特征在于：所述底座(2)的前侧固定有测量尺(3)，所述光电门(5)的下端与测量尺(3)前后对应设置。

技术总结
本发明公开了一种波速与介质关系研究的教学演示仪，包括有底座、两端分别固定有波动球的波动棒、传播条、光电门和数字计时器，所述传播条的一端固定在底座的一端上而另一端活动搭在底座的另一端上，所述波动棒的数量不少于2个且均固定在传播条上，相邻两个波动棒的间距相等，所述光电门有两个且感应端分别位于任意两个波动棒的同侧波动球外，两个光电门的输出端电连接数字计时器的输入端。有益效果在于：本装置通过光电门感应带有多个波动球的波动棒在传播条处于不同张紧度时的传播时间，来验证振动速度与传播速度无关而是振动速度与介质有关的原理，进而使学生准确分析到机械波的波速与介质的关系，避免学生产生误解。避免学生产生误解。避免学生产生误解。


技术研发人员：西吉尔
受保护的技术使用者：呼和浩特市蒙古族学校
技术研发日：2022.03.01
技术公布日：2022/5/5