一种弦振动实验仪

1.本发明涉及实验器技术领域，具体涉及一种弦振动实验仪。


背景技术：

2.弦振动实验是各高校物理实验教学中的重要内容之一，其目的是使学生能够直观地观察到驻波的形成，了解形成驻波的原理，掌握驻波形成时共振频率与线密度、弦长和张力等参量间的关系。
3.在实验装置的选取上，dh4618型弦振动实验仪器为多所高校青睐（如图1所示）。然该装置自身存在结构缺陷，导致在教学领域中实验结果误差较大，给求知求学的学生造成了极大的困扰。
4.现将dh4618型弦振动实验仪器在实际操作过程中所存在的弊端进行如下具体说明：1、 dh4618型实验仪采用拉力杆的方法，借助杠杆原理将砝码的重力作用到弦线上，从而使弦线产生拉力，但由于拉力杆重力无法忽略，导致弦线的实际张力增大，产生很大的实验误差。
5.2、在实验过程中必须保证拉力杆处于水平状态，在肉眼对拉力杆调平时，拉力杆的水平不易把握，误差较大；在使用水平仪调平时，需将水平仪置于拉力杆上，水平仪的重力会对实验产生影响，同时更换砝码时需重复上述过程，操作过程相对繁琐，且存在实验误差。


技术实现要素：

6.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种弦振动实验仪，以解决上述缺陷之一。
7.本发明通过以下技术方案实现：一种弦振动实验仪，包括弦振动实验仪器本体，铰接设置于弦振动实验仪器本体上的拉力杆，所述弦振动实验仪器本体的一侧垂向设置有支撑杆，所述支撑杆上转动连接有相对于支撑杆垂直的支撑板，所述支撑板在支撑杆上水平转动，所述支撑板上滑动设置有滑块，所述滑块上设置有激光发射模块，所述拉力杆顶部的一端设置有激光反射模块，所述激光发射模块和激光反射模块构成激光检测路径，用于检测拉力杆水平。
8.进一步，所述激光发射模块包括激光笔，以及设置于激光笔光线发射端的玻璃砖，所述激光笔通过连接部与滑块相连接；所述激光反射模块包括设置于拉力杆顶部一端的反射镜；所述支撑板的底部，且相对于激光笔的后侧设置有用于反馈激光路径的反馈件。
9.进一步，所述激光笔上通过连接件设置有牵引球。
10.进一步，所述拉力杆顶部一端的两侧设置有隔板，且该两个隔板之间转动设置有转轴，所述转轴上设置有牵引绳，所述牵引绳背离转轴的一端连接有调节机构，通过该调节机构用于对牵引绳予以牵引；所述玻璃砖设置于隔板的顶部。
11.进一步，所述支撑板的顶部开设有便于滑块滑动的滑槽。
12.进一步，所述滑槽内侧的两端，沿其长度方向开设有限位槽，所述滑块上设置有与限位槽相适配的限位部。
13.进一步，所述隔板上设置有与弦振动实验仪器本体齐平的延伸部，所述延伸部上配设有增重块。
14.本发明的有益效果在于：该弦振动实验仪,通过弦振动实验仪器本体、拉力杆、支撑杆、支撑板、滑块、激光发射模块和激光反射模块的配合使用，本技术技术方案通过对激光路径的控制与调节，以观察拉力杆相是否处于水平状态，本技术技术方案通过此连贯而又紧凑的技术方案，可摆脱传统拉力杆水平调节的方式，无需本领域技术人员肉眼直接判断，且无需使用水平仪对拉力杆进行水平调节，则可在减少繁琐操作步骤的基础上，提高实验数据的准确性，减少误差。
15.本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
16.附图说明
17.图1为现有技术示意图；图2为本发明的立体示意图i；图3为本发明的立体示意图ii；图4为本发明的立体示意图iii；图5为本发明的局部爆炸示意图；图6为弦振动实验仪器本体的局部剖视图；图7为图2中a的局部放大图。
18.图中：1、弦振动实验仪器本体；2、拉力杆；3、支撑杆；4、支撑板；5、滑块；6、激光发射模块；601、激光笔；602、玻璃砖；7、反射镜；8、反馈件；9、连接件；10、牵引球；11、隔板；12、牵引绳；13、滑槽；14、延伸部；15、增重块；16、限位槽；17、限位部；18、转轴；19、齿轮；20、螺纹杆；21、齿盘；22、转动轴。
具体实施方式
19.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
20.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
21.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
22.在本发明的上述描述中，需要说明的是，术语“一侧”、“另一侧”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
23.此外，术语“相同”等术语并不表示要求部件绝对相同，而是可以存在微小的差异。术语“垂直”仅仅是指部件之间的位置关系相对“平行”而言更加垂直，并不是表示该结构一定要完全垂直，而是可以稍微倾斜。
24.请参阅图1-7，本发明提供一种技术方案：一种弦振动实验仪，包括弦振动实验仪器本体1，铰接设置于弦振动实验仪器本体1上的拉力杆2，弦振动实验仪器本体1的一侧垂向设置有支撑杆3，支撑杆3上转动连接有相对于支撑杆3垂直的支撑板4，支撑板4在支撑杆3上水平转动，支撑板4上滑动设置有滑块5，滑块5上设置有激光发射模块6，拉力杆2顶部的一端设置有激光反射模块，激光发射模块6和激光反射模块构成激光检测路径，用于检测拉力杆2水平；此处需要说明的是，本技术技术方案是在dh4618型弦振动实验仪器上所进行的改进，而dh4618型弦振动实验仪器的正常操作、装配、加工为本领域成熟的现有技术，故本技术对此无需过多赘述，本领域技术人员在对现有技术掌握的基础上，无需创造性劳动、思考，则可对该仪器进行日常的正常操作；本装置在使用时，若需对拉力杆进行水平调整时，激光发射模块与激光反射模块同时开始工作，通过对激光路径的观察，入射光线与反射光线是否处于齐平状态，若处于齐平状态，则拉力杆已处于水平状态，若未处于齐平状态，则拉力杆不属于水平状态，需对其进行调整（调整方式为本领域现有技术）；而本技术技术方案更是通过滑块与支撑板之间的配合关系，同时支撑板相对于支撑杆可水平转动，从而使得本装置在使用时，可对支撑板及激光发射模块与拉力杆的相对角度进行调节，进一步的提高本装置的适用性。
[0025] 本实施例中：激光发射模块6包括激光笔601，以及设置于激光笔601光线发射端的玻璃砖602，激光笔601通过连接部与滑块5相连接；激光反射模块包括设置于拉力杆2顶部一端的反射镜7；支撑板4的底部，且相对于激光笔601的后侧设置有用于反馈激光路径的反馈件8，该反馈件可为本领域常用的a4白纸，或者是平面白板；当需对拉力杆的水平进行监测时，激光笔开始工作，其透过玻璃砖发出激光，此时激光可呈现出激光路径反衬在反馈件上，此时入射光线在反馈件上留下路径；此时激光照射在反射镜上，反射镜发出反射光线，此时反射光线反射至反馈件上，以此观察入射光线与反射光线是否齐平，若二者齐平，则拉力杆为水平状态，无需对其进行调整，而当二者光线非齐平状态时，则需调整拉力杆；本实施例则解决了需人为肉眼判断拉力杆是否水平，再使用水平仪调平时，所存在的误差问题。
[0026]
本实施例中：激光笔601上通过连接件9设置有牵引球10，本实施例进一步限定了
连接件与牵引球，其目的是在激光笔发出入射光线时，牵引球因其重力垂直向下，此时连接件可为本领域常用的连接绳，而牵引球也可更换为其他重力物件也可，通过观察入射光线与连接绳是否齐平，由此判断是否需要对激光笔在滑块上的相对位置、角度进行调节，此处需进一步限定的是，激光笔与连接部铰接；本实施例通过牵引球与连接件的作用，以保障激光笔在发出入射光线时，光线能够垂直向下，从而使得在后面与反射光线相比对时，能够提高准确性。
[0027] 本实施例中：拉力杆2顶部一端的两侧设置有隔板11，且该两个隔板11之间转动设置有转轴18，转轴18上设置有牵引绳12，牵引绳12背离转轴18的一端连接有调节机构，通过该调节机构用于对牵引绳12予以牵引；玻璃砖602设置于隔板11的顶部；此处调节机构可参考附图6，调节机构包括螺纹杆、齿盘、齿轮及转动杆，在弦振动实验仪器本体背离拉力杆的端部螺纹设置有螺纹杆20，螺纹杆的一端至少部分贯穿弦振动实验仪器本体，并延伸至弦振动实验仪器本体的内部，螺纹杆的该贯穿端设置有齿轮19，弦振动实验仪器本体的内部转动设置有转动轴22，而转动轴上一体设置有齿盘21，齿盘与齿轮啮合，当螺纹杆转动时，齿轮带动齿盘转动，此时转动轴转动，此处需要说明的是，连接绳背离拉力杆的一端与转动轴相连接，从而达到转动轴转动，对牵引绳进行拉动，从而使得对拉力杆进行上下调节；本实施例通过在弦振动实验仪器本体上所设置的螺纹杆，则可巧妙的通过牵引绳对拉力杆进行上下调节，以保障拉力杆尽可能的处于水平状。
[0028]
本实施例中：支撑板4的顶部开设有便于滑块5滑动的滑槽13。
[0029]
滑槽13内侧的两端，沿其长度方向开设有限位槽16，滑块5上设置有与限位槽16相适配的限位部17；此处可将滑块于滑槽内滑动，从而达到对激光笔位置调节的目的，此时限定限位部于限位槽内卡合滑动，其目的是避免滑块滑出于滑槽的内部；本实施例进一步保障了对激光笔的位置可调性，以及激光笔在位置调节过程中的稳定性。
[0030]
本实施例中：隔板11上设置有与弦振动实验仪器本体1齐平的延伸部14，延伸部14上配设有增重块15，进一步参考附图7，此处延伸部至少部分直接位于弦振动实验仪器本体的上方，在此弦振动实验仪器本体上方的延伸部上，放置增重块，以平衡拉力杆的自身重力，以降低因拉力杆自身重力所增加的实验误差。
[0031]
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。