一种新型声驻波演示装置的制作方法

本实用新型涉及科普演示装置，具体为一种新型声驻波演示装置。

背景技术：

驻波是由振幅、频率、振动方向均相同而传播方向相反的两列波叠加而成的一种特殊的干涉现象。一列波在向前传播的途中遇到障碍或两种介质的分界面时，会发生发射，反射回来的波和原来向前传播的波相互叠加，将产生一种特生的干涉现象，这就是驻波。该现象不能被人们直接观察到，不容易被学生认识和掌握。驻波现象较为抽象，目前往往通过麦克风采集声音，通过电声信号转换，在示波器上显示波形。该类似演示装置结构复杂，体积庞大，一方面不便于在各种教学环境演示，另一方面其科普展示效果不够震撼，不能很好的吸引受众。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本实用新型提供一种新型声驻波演示装置，其结构简单，易于操作，能够直观形象地演示驻波现象，演示效果明显。

本实用新型技术方案如下：

一种新型声驻波演示装置，其关键在于：包括圆筒形金属管、声波发生装置、储气装置，所述金属管两端封口，金属管上表面沿轴线方向钻有多个与金属管内腔相通的小孔，所有小孔大小相同且等间距分布在一条直线上，金属管左端通过气体导管与所述储气装置连通，所述储气装置向金属管内通入可燃气体，金属管右端采用振动膜封口，振动膜右端设有声波发生装置，声波发生装置引起振动膜振动，振动膜引起金属管内的可燃气体振动。

进一步的，所述声波发生装置包括扬声器和调频器，所述扬声器设置在所述振动膜外侧，所述调频器与所述扬声器相连并能改变扬声器声波的频率。

进一步的，所述声波发生装置包括扬声器、放大器和麦克风，所述扬声器设置在所述振动膜外侧，所述放大器与扬声器相连，所述麦克风与放大器相连。

进一步的，所述储气装置设有气体流量调节开关，所述气体导管通过该气体流量调节开关与所述储气装置相连。

由于采用了上述结构，本实用新型具有如下有益效果：

1、储气装置向金属管中充满可燃气体，并点燃金属管小孔外溢出的气体，声波发生装置引起振动膜产生振动现象，这种振动通过金属管中的气体向前传播，传播到金属管末端后反射回管中，与后续的声波发生叠加，产生驻波现象。驻波波腹的位置对应气体密度偏大、气压较高，从该处的小孔喷出可燃气体较快，点燃以后火苗较高；反之，驻波波节的位置对应气体密度偏小、气压偏小，火苗高度比较低，由此形成随管内声音驻波分布高低变化的周期性火焰，进而直观形象地演示驻波现象。

2、通过调频器调整合适的声波信号输出频率和信号强度，将单一频率信号控制扬声器，能够形象直观地演示驻波现象。

3、麦克风采集的声音经过功率放大器将各种频率的声音信号传递给扬声器，扬声器的振动传递给金属管中的气体，小火苗随着观众不同频率的声音展现出不同的高低变化。这种演示模式极大的提升了受众的互动体验感，获得更好的演示效果和科普效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为实施例1中本实用新型结构示意图；

图2为实施例2中本实用新型结构示意图；

附图中：1-气体流量调节开关；2-气体导管；3-密封塞；4-火苗；5-振动膜；6-扬声器；7-导线；8-调频器；9-金属管；10-储气装置；11-麦克风；12-放大器。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施例作进一步详细说明。

在本实施例中，术语“上”“下”“左”“右”“前”“后”“上端”“下端”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，仅是为了便于描述，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、以特定的方位构造或操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

实施例一

如图1所示的一种新型声驻波演示装置，包括圆筒形金属管9、声波发生装置、储气装置10，所述金属9管两端封口。金属管9上表面沿轴线方向钻有多个与金属管内腔相通的小孔，所有小孔大小相同且等间距分布在一条直线上。金属管9左端采用密封塞3密封，气体导管2穿过密封塞3中心与装有燃气的储气装置10连通，所述储气装置10通过气体流量调节开关1向金属管9内通入可燃气体。金属管右端采用振动膜5封口，振动膜5右端设有声波发生装置，所述声波发生装置包括扬声器6和调频器8，所述扬声器6设置在所述振动膜5外侧，所述调频器8与所述扬声器6通过导线7相连并能改变扬声器声波的频率。扬声器6引起振动膜5振动，振动膜5引起金属管9内的可燃气体振动。

本实用新型工作时，储气装置10向金属管9中充满可燃气体，并点燃金属管小孔外溢出的气体，首先观察金属管9上各个小孔的火苗4高度是否在同一水平线上，可据此检查钢管9是否放置水平。通过调频器8调整合适的声波信号输出频率和信号强度，将单一频率信号控制扬声器6，扬声器6引起振动膜5产生振动现象，这种振动通过金属管9中的气体向前传播，传播到金属管末端的密封塞3后反射回管中，与后续的声波发生叠加，产生驻波现象。驻波波腹的位置对应气体密度偏大、气压较高，从该处的小孔喷出可燃气体较快，点燃以后火苗较高；反之，驻波波节的位置对应气体密度偏小、气压偏小，火苗高度比较低，由此形成随管内声音驻波分布高低变化的周期性火焰，进而直观形象地演示驻波现象。

实施例二

如图2所示，实施例二中的驻波演示装置与实施例一中结构基本相同，与实施例一不同的是实施例二中的声波发生装置包括扬声器6、放大器12和麦克风11，所述扬声器6设置在所述振动膜5外侧，所述放大器12通过导线7与扬声器6相连，所述麦克风11通过导线与放大器12相连。

这样，麦克风11采集的声音经过功率放大器12将各种频率的声音信号传递给扬声器6，扬声器6的振动传递给金属管中的气体，小火苗随着观众不同频率的声音展现出不同的高低变化。观众可采用这种演示模式亲自唱歌，火苗4随着观众歌声展现出不同的高低变化，极大的提升了受众的互动体验感，获得更好的演示效果和科普效果。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。