一种机械式横波演示仪的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及物理教学演示仪器，更具体地说，涉及一种机械式横波演示仪。
【背景技术】
[0002]在物理学中，横波是机械波的一种，其特点是质点的振动方向与波的传播方向相互垂直。在物理教学中，横波不仅是一个教学重点，而且还是一个教学难点，学生理解起来十分的困难，因此，它需要有相应的实验教学演示仪器加以演示。
[0003]目前公知的横波演示仪主要由操作手柄、扇形齿轮、共同转轴、双支架、底座以及振动装置、外壳等部分组成，比如中国专利I (公告号:CN201174182Y)中公开的一种横波演示仪，在操作手柄的驱动下，它能够较好的演示出横波的情景，但是这种演示仪器是模拟式的，其所示的横波缺乏真实感，而且仪器的结构过于复杂，价格昂贵，不易普及。再比如中国专利2(公告号:CN2453497Y)中公开的一种横波教学演不仪器，它是通过电机的正、反转，由导轨分别带动相应的面板相向运动，通过各张面板的运动和组合来演示横波的形成过程，也是一种模拟式的，演示的横波不真实。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题在于，提供一种结构简单的机械式横波演示仪，不仅能够形象的演示出横波的波形，而且能够真实的表现出横波的产生和传播的过程。
[0005]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:构造一种机械式横波演示仪，包括门形支架、多根摆线、多个摆球和弹性绳，所述门形支架包括水平直杆和设置水平直杆左右两端的左竖直直杆和右竖直直杆，所述摆线的上端固定在所述水平直杆上，摆线的下端与所述摆球连接，相邻的两个摆球通过所述弹性绳连接，左右两端的两个摆球还分别通过弹性绳与左竖直直杆和右竖直直杆连接；多根摆线均处于竖直状态，多个摆球之间的间隔相同，并且位于同一水平线上；当摆球处于静止状态时，沿垂直于门形支架所在的平面的方向拨动位于左端或右端的一根弹性绳，第一个摆球在垂直于门形支架的平面上运动，通过另一端的弹性绳牵动第二个摆球运动，多个摆球依次运动，形成一列横波。
[0006]上述方案中，所述左竖直直杆的下端固定在左底盘上，所述左竖直直杆的上端通过左弧形套管与所述水平直杆连接；所述右竖直直杆的下端固定在右底盘上，所述右竖直直杆的上端通过右弧形套管与所述水平直杆连接。
[0007]上述方案中，所述左竖直直杆和右竖直直杆的下端分别插接在左底盘和右底盘的安装孔内。
[0008]上述方案中，所述左底盘和右底盘为实心的底盘。
[0009]上述方案中，所述水平直杆、左竖直直杆和右竖直直杆为中空杆。
[0010]实施本发明的机械式横波演示仪，具有以下有益效果:
[0011]当摆球处于静止状态时，向外拨动最靠近两侧竖直直杆的一根弹性绳，在俯视方向上能够看见最靠近竖直直杆的第一个摆球开始运动，第一个摆球在垂直于门形支架的平面上运动，通过另一端的弹性绳牵动第二个摆球运动，这种运动的形式将会传播下去，摆球的运动方向和波传播的方向垂直，形成一列横波，从而真实的演示出了横波的产生和传播的物理过程，一目了然，并且本发明结构简单，便于组装和拆卸。
【附图说明】
[0012]下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中:
[0013]图1是本发明机械式横波演示仪的结构示意图；
[0014]图2是四分之一个周期的效果图；
[0015]图3是二分之一个周期的效果图；
[0016]图4是四分之三个周期的效果图；
[0017]图5是一个周期的效果图；
[0018]图6是一又四分之一个周期的效果图。
【具体实施方式】
[0019]为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的【具体实施方式】。
[0020]如图1所示，本发明机械式横波演示仪包括门形支架、多根摆线10、多个摆球8和弹性绳9。其中，门形支架是竖立的、左右对称的。一系列具有相同摆球8和轻质的摆线10构成的单摆组成的摆列，整个摆列竖直、等间距排列，相邻的摆球8之间由轻质的弹性绳9相连接，本实施例中弹性绳9采用橡皮绳。
[0021]竖立的门形支架由两个相同的实心圆形左底盘I和实心圆形右底盘2、两个相同的内部中空的左竖直直杆3和内部中空的右竖直直杆4、两个相同的硬质的左弧形套管5和硬质的右弧形套管6以及一个较长的、内部中空的水平直杆7组成。实心圆形左底盘I和实心圆形右底盘2能够使得门形支架更加稳定，其顶部中央均有一个粗细均匀的安装孔Ilo内部中空的左竖直直杆3的底端套在圆形左底盘I顶部的安装孔11中，左竖直直杆3的顶端套在左弧形套管5的下端，左弧形套管5的右端和位于水平直杆7的左端套接相连，水平直杆7的右端和另一个右弧形套管6的左端套接相连，整个支架左右对称。内部中空的左竖直直杆3、右竖直直杆4和水平直杆7能够使得整个演示仪器质量轻盈，硬质的左弧形套管5和右弧形套管6能够使得支架结构更加坚固，也便于拆卸，竖立的门形支架能为内部的摆列提供相应的附着点。
[0022]整个摆列竖直、等间距排列，摆列中的单摆是相同的。单摆的摆球8体积较小、质量较大，摆球8的顶端和左右两侧都含有能够供摆线10和弹性绳9系住的小孔。单摆的摆线10 —端固定在门形支架顶端的水平直杆7上，另一端拴在摆球8顶端的小孔上，相邻的摆球8之间由轻质的弹性绳9通过摆球8左右的小孔相连，最靠近两侧竖直直杆的摆球8剩下的左右两个小孔由弹性绳9和相应的竖直直杆相连。
[0023]如图2-图6所示，当摆球8处于静止状态时，向外拨动最靠近两侧竖直直杆的一根弹性绳9，在俯视方向上能够看见最靠近竖直直杆的第一个摆球8开始运动，第一个摆球8在垂直于门形支架的平面上运动，通过另一端的弹性绳9牵动第二个摆球8运动，这种运动的形式将会传播下去，摆球8的运动方向和波传播的方向垂直，形成一列横波，从而真实的演示出了横波的产生和传播的物理过程，一目了然。摆球8的数量越多、越密集，演示出的波形越明显，后面的运动情形持续的时间会长一些，便于观察。
[0024]上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的【具体实施方式】，上述的【具体实施方式】仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。
【主权项】
1.一种机械式横波演示仪，其特征在于，包括门形支架、多根摆线、多个摆球和弹性绳，所述门形支架包括水平直杆和设置水平直杆左右两端的左竖直直杆和右竖直直杆，所述摆线的上端固定在所述水平直杆上，摆线的下端与所述摆球连接，相邻的两个摆球通过所述弹性绳连接，左右两端的两个摆球还分别通过弹性绳与左竖直直杆和右竖直直杆连接；多根摆线均处于竖直状态，多个摆球之间的间隔相同，并且位于同一水平线上；当摆球处于静止状态时，沿垂直于门形支架所在的平面的方向拨动位于左端或右端的一根弹性绳，第一个摆球在垂直于门形支架的平面上运动，通过另一端的弹性绳牵动第二个摆球运动，多个摆球依次运动，形成一列横波。
2.根据权利要求1所述的机械式横波演示仪，其特征在于，所述左竖直直杆的下端固定在左底盘上，所述左竖直直杆的上端通过左弧形套管与所述水平直杆连接；所述右竖直直杆的下端固定在右底盘上，所述右竖直直杆的上端通过右弧形套管与所述水平直杆连接。
3.根据权利要求2所述的机械式横波演示仪，其特征在于，所述左竖直直杆和右竖直直杆的下端分别插接在左底盘和右底盘的安装孔内。
4.根据权利要求2所述的机械式横波演示仪，其特征在于，所述左底盘和右底盘为实心的底盘。
5.根据权利要求1所述的机械式横波演示仪，其特征在于，所述水平直杆、左竖直直杆和右竖直直杆为中空杆。
【专利摘要】本发明涉及一种机械式横波演示仪，包括门形支架、多根摆线、多个摆球和弹性绳，所述门形支架包括水平直杆和设置水平直杆左右两端的左竖直直杆和右竖直直杆，所述摆线的上端固定在所述水平直杆上，摆线的下端与所述摆球连接，相邻的两个摆球通过所述弹性绳连接，左右两端的两个摆球还分别通过弹性绳与左竖直直杆和右竖直直杆连接；多根摆线均处于竖直状态，多个摆球之间的间隔相同，并且位于同一水平线上。本发明机械式横波演示仪不仅能够形象的演示出横波的波形，而且能够真实的表现出横波的产生和传播的过程，并且本发明结构简单，便于组装和拆卸。
【IPC分类】G09B23-06
【公开号】CN104537929
【申请号】CN201410849683
【发明人】李阳, 陈卓, 王宏, 韩艳玲
【申请人】中国地质大学（武汉）
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年12月30日