电磁驱动式双光栅微弱振动实验装置的制作方法

本实用新型涉及物理学实验装置领域，尤其涉及一种电磁驱动式双光栅微弱振动实验装置。

背景技术：

双光栅微弱振动实验装置在力学实验项目中用作音叉振动分析、微振幅测量和光拍研究等，现有的双光栅微弱振动实验装置是使用蜂鸣器驱动器驱动音叉振动，主要通过手动上下调节音叉上部的蜂鸣器驱动器位置，使蜂鸣器驱动器振动与音叉达到共振的最佳位置，调节完毕后，然后用锁紧螺钉固定蜂鸣器驱动器位置，缺点是共振的位置范围很小，导致调节至最佳位置非常困难，另一方面音叉共振幅度过大后可能带来驱动蜂鸣器位置的微小变化，从而使共振最佳距离发生偏移，导致要重新调整位置，实验操作费时较长，不是很方便。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种电磁驱动式双光栅微弱振动实验装置，使用电磁力驱动音叉，设置电磁驱动器的频率与音叉的共振频率一致时，音叉即可共振，这种驱动方式即使改变驱动器到音叉的距离也只会稍微影响音叉共振的幅度，很大范围内都能有效驱动音叉振动，大大增加驱动音叉共振的范围。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种电磁驱动式双光栅微弱振动实验装置，包括底板、半导体激光器、静光栅调节架、静光栅、动光栅、音叉固定架、音叉、电磁驱动器、光电传感器，所述半导体激光器、静光栅调节架、音叉固定架、电磁驱动器和光电传感器均设置在底板上，其中半导体激光器、静光栅调节架、电磁驱动器和光电传感器是在一条直线上顺次排列，静光栅调节架上固定安装有静光栅，电磁驱动器的上部设置有固定在音叉固定架的音叉分支端，音叉分支端的两个分支之间固定安装有动光栅，半导体激光器发出的光依次穿过静光栅和动光栅后到达光电传感器，电磁驱动器以电磁力的形式驱动音叉振动。

最优的，所述电磁驱动器包括电源、通电导线、中空骨架、铁芯，通电导线缠绕在骨架外侧，骨架内中空部位设置有贯穿骨架的铁芯，电源为变频交流电源，通电导线接通电源。

最优的，所述电磁驱动器包括磁性底座、活动轴、外壳、固定螺栓、电螺线管、铁芯，有中空腔的磁性底座底部固定在底板上，磁性底座的中空腔容纳活动轴，活动轴的一端设置在磁性底座的中空腔内，且另一端与外壳固定连接，固定螺栓设置在磁性底座的上部侧壁，固定螺栓一端穿过磁性底座后到达中空腔，旋转固定螺栓紧密接触活动轴即限定活动轴移动，旋转固定螺栓不接触活动轴即活动轴上下移动，外壳包括上盖和下底，下底与上盖轴连接，且相对的另一侧有锁扣将上盖与下底锁合，外壳内容纳缠绕有通电导线的中空骨架，铁芯的一端穿过外壳暴露在上盖外部，铁芯设置在音叉正下方。

最优的，所述音叉使用铁质材料制成。

最优的，所述音叉还包括音叉孔和塑料软管，音叉远离电磁驱动器的一个分支上设置有贯穿上下的音叉孔，由音叉分支端至封闭段均匀分布有5个音叉孔，T字型的塑料软管设置在音叉孔中。

最优的，所述底板是磁性金属材料制成，所述电磁驱动器的底座下底面固定安装有磁铁，电磁驱动器磁力吸附在底板上，电磁驱动器在底板上可自由移动。

最优的，所述底板还包括定位孔，底板上半导体激光器、静光栅调节架、电磁驱动器和光电传感器顺次排列的直线上均匀设置有两列定位孔，所述半导体激光器底部有与定位孔相匹配的四个突出槽，所述静光栅调节架底部有与定位孔相匹配的四个突出槽，所述光电传感器底部有与定位孔相匹配的四个突出槽。

由上述技术方案可知，本实用新型提供了电磁驱动式双光栅微弱振动实验装置，使用电磁力驱动音叉，设置电磁驱动器的频率与音叉的共振频率一致时，音叉即可共振，共振效果和范围都远远优于原来蜂鸣器物理振动形式引起的共振。

附图说明

附图1是电磁驱动式双光栅微弱振动实验装置的结构示意图；

附图2是电磁驱动器的结构示意图。

图中：底板10、半导体激光器20、静光栅调节架30、静光栅40、动光栅50、音叉固定架60、音叉70、电磁驱动器80、磁性底座81、活动轴82、外壳83、固定螺栓84、通电导线85、骨架86、铁芯87、光电传感器90。

具体实施方式

结合本实用新型的附图，对实用新型实施例的技术方案做进一步的详细阐述。

参见图1，电磁驱动式双光栅微弱振动实验装置，包括底板10、半导体激光器20、静光栅调节架30、静光栅40、动光栅50、音叉固定架60、音叉70、电磁驱动器80、光电传感器90。

所述半导体激光器20、静光栅调节架30、音叉固定架60、电磁驱动器80和光电传感器90均设置在底板10上，底板10是磁性金属材料制成，所述电磁驱动器80的底座81下底面固定安装有磁铁，电磁驱动器80磁力吸附在底板10上，即可以在底板10上自由移动位置，方便进行微小调整。

其中半导体激光器20、静光栅调节架30、电磁驱动器80和光电传感器90是在一条直线上顺次排列，且顺次排列的直线上均匀设置有两列定位孔，所述半导体激光器20底部有与定位孔相匹配的四个突出槽，所述静光栅调节架30底部有与定位孔相匹配的四个突出槽，所述光电传感器90底部有与定位孔相匹配的四个突出槽，突出槽插入定位孔中，半导体激光器20、静光栅调节架30和光电传感器90分别可以沿直线插入合适的定位孔中，从而根据实验要求调整相互之间的距离。

静光栅调节架30上固定安装有静光栅40，电磁驱动器80的上部设置有固定在音叉固定架60的音叉70分支端，音叉70分支端的两个分支之间固定安装有动光栅50，半导体激光器20发出的光依次穿过静光栅40和动光栅50后到达光电传感器90，电磁驱动器80以电磁力的形式驱动音叉70振动。

原来蜂鸣器驱动器的情况下音叉70是钢制的，现在电磁驱动器80将音叉70改成了铁质材料，只有铁质材料制成的才可以被电磁力驱动，参见图2，电磁驱动器80包括电源、通电导线85、中空骨架86、铁芯87、磁性底座81、活动轴82、外壳83、固定螺栓84，有中空腔的磁性底座81底部固定在底板10上，磁性底座81的中空腔容纳活动轴82，活动轴82的一端设置在磁性底座81的中空腔内，且另一端与外壳83固定连接，固定螺栓84设置在磁性底座81的上部侧壁，固定螺栓84一端穿过磁性底座81后到达中空腔，旋转固定螺栓84紧密接触活动轴82即限定活动轴82移动，旋转固定螺栓84不接触活动轴82即活动轴82上下移动，外壳83包括上盖和下底，下底与上盖轴连接，且相对的另一侧有锁扣将上盖与下底锁合，外壳83内容纳缠绕有通电导线85的中空骨架86，通电导线85缠绕在骨架外侧，骨架内中空部位设置有贯穿骨架的铁芯87，电源为变频交流电源，通电导线85接通电源，铁芯87的一端穿过外壳83暴露在上盖外部，铁芯87设置在音叉70正下方。

音叉70还包括音叉孔和塑料软管，音叉70远离电磁驱动器80的一个分支上设置有贯穿上下的音叉孔，由音叉70分支端至封闭段均匀分布有5个音叉孔，T字型的塑料软管设置在音叉孔中。

电磁驱动器80设置在音叉70下部，交流电频率的改变控制电磁驱动器80频率的改变，设置电磁驱动器80的频率与音叉70的共振频率一致时，音叉70即可共振，交流电电流大小的改变控制电磁驱动器80电磁驱动力大小的改变，电磁力越大，音叉70振幅越大，在电磁驱动器80中间设置有铁芯87，加大电磁场，即增加驱动音叉70共振的范围，音叉70上音叉孔中设置有塑料软管，可以通过放入塑料软管来增加音叉70负重，从而降低音叉70振幅，或者拿出塑料软管来减少音叉70负重，从而增加音叉70振幅，使用本实用新型所述的电磁驱动式双光栅微弱振动实验装置，音叉70共振效果和范围都远远优于原来蜂鸣器物理振动形式引起的共振。