新型共振教学演示器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及物理现象演示实验仪器，具体涉及一种新型共振教学演示器。
【背景技术】
[0002]在中学物理课本中讲“共振的应用和防止”的基础知识时，利用一个例子在18世纪中叶，一队士兵在指挥官的口令下，迈着威武雄壮、整齐划一的步伐，通过法国昂热市一座大桥，快走到桥中间时，桥梁突然发生强烈的颤动并且最终断裂坍塌，造成许多官兵和市民落入水中丧生；后经调查，造成这次惨剧的罪魁祸首，正是共振！因为大队士兵齐步走时，产生的一种频率正好与大桥的固有频率一致，使桥的振动加强，当它的振幅达到最大限度直至超过桥梁的抗压力时，桥就断裂了。
[0003]所以后来许多国家的军队都有这么一条规定:大队人马过桥时，要改齐步走为便步走；这说明共振的危害，目前实验室演示共振利用的是音叉和小球摆动，效果不明显，也就是说中学实验室到目前没有直观的演示共振现象的仪器。
【发明内容】
[0004]本发明提供了一种新型共振教学演示器，其填补了中学实验室到目前没有直观的演示共振现象的仪器空白，直观而富有趣味性，有效地为中学生演示共振现象，使其印象深刻，达到教学目的和效果。
[0005]本发明根据共振原理做了声音震碎玻璃杯的实验一一利用扬声器发出声音频率和烧杯的固有频率相同或接近烧杯震碎，演示物理教学中学生难以理解的共振现象；该仪器由音频信号源、音频放大器、扬声器组合一块，操作简单、使用方便，演示直观惊人，创新和改进了中学共振教学演示教学仪器。
[0006]本发明的技术解决方案是:
一种新型共振教学演示器，是一种物理现象演示实验仪器，包括一木质底座，木质底座上设置一平台和固定的支架1、放置的支架2，平台上放置依次连接的音频信号源、音频放大器、扬声器，支架2上放置玻璃杯；扬声器的发声口对住玻璃杯的上部，当音频信号源发出音频信号通过放大器后，扬声器发出声响，其声响(频率)等于玻璃杯的固有频率时，其玻璃杯产生共振(震碎)。
[0007]优选的，一种新型共振教学演示器所述，一平台和木质底座固定连接且固定的高度，支架(4)是高度可变可更换的。
[0008]优选地，一种新型共振教学演示器所述:低频信号源采用DF1631数字信号源。
[0009]优选地，一种新型共振教学演示器所述:功放机采用两只LM1875功放集成管组成、使用40 W电源变压器、四只二极管桥式整流、两只4700 μ F/50 V电解电容滤波组成正负26电源使功放机工作，功放机能输出30W不失真功率。
[0010]较优选地，一种新型共振教学演不器所述:扬声器为25W8 Ω号筒式扬声器。
[0011]较选地，一种新型共振教学演示器所述:底座为50X30X2cm高压木质材料做成。
[0012]优选地，一种新型共振教学演示器所述:支架I采用宽3cm的镀锌铁皮做成八字形的，一端固定在底座上一端固定高音扬声器。
[0013]更优选地，支架2采用优质泡沫做成长方体形状，高度为18cm和16cm，玻璃杯为250ml、500 ml 的烧杯。
【附图说明】
[0014]图1为本发明一种新型共振教学演示器结构示意图。
[0015]图1标记:1_木质底座，2-木质平台，3-支架I，4-支架2，5-音频信号源，6_音频放大器，7-扬声器，8-玻璃杯。
[0016]]
【具体实施方式】
参见图1 一种新型共振教学演示器，包括一木质底座(1)，其特征在于木质底座(I)上设置一平台(2)和固定的支架(3)、放置的支架(4)，支架(3)上固连接扬声器(7)，支架4上放置玻璃杯(8)，还包括平台(2)上放置依次电连接的音频信号源(5)、音频放大器(6)、扬声器(7)，扬声器(7)的发声口和玻璃杯(8)相距5mm且对住玻璃杯(8)的上部。
[0017]木质底座(I)选用厚度为2cm的55X30cm的长方形高压成品木质板，平台(2)选用木质做成固定于底座左侧，支架(3)采用宽3cm的镀锌铁皮做成，一端固定在底座上一端固定扬声器；支架(4)采用优质泡沫做成长方体形状，高度为18cm和16cm，玻璃杯选用250 ml,500 ml烧杯，低频信号源采用DF1631数字信号源，功放机采用两块LM1875功放集成块组成、使用40 W电源变压器、四只1N4001 二极管桥式整流、两只4700 yF/50 V电解电容滤波组成正负26V电源使功放块工作，组装的功放机能输出30W不失真功率；扬声器为25W8 Ω号筒式。
[0018]工作原理:该实验把音频信号源、音频放大器放在同一平台上，音频放大器输出端连接扬声器，学生可看见仪器的连接和工作过程，演示直观，粗调音频信号源的频率信号通过音频放大器扬声器可以发出不同的声响，当频率低时扬声器发出轰轰沉闷的声音，频率高时扬声器发出清亮还可刺耳的声响；这样的声响不同是物体每秒的震动频率不同产生的原因，在演示中音频信号源代替了物体的震动产生声响。
[0019]任何物体都有它的固有频率，当外界的震动频率接近和等于其物体的固有频率时即发生一同震动一一共振；250ml、500ml的玻璃杯固有频率在800—1200赫兹，音频信号源的频段开关拨至800— 1200赫兹范围，在此慢慢的调节频率旋钮，输出的音频信号通过音频放大器放大，发声的声响作为外界激励，使烧杯作受迫振动，当音频信号源的频率调到一定值时扬声器的声响，接近或等于玻璃杯的固有频率使玻璃杯震动破碎，从而实现共振现象。在进行该实验的时候，首先通过调节音频信号源的频率通过扬声器的声音，使烧杯的振幅达到最大。再通过调节功放机的功率是扬声器发出的声音功率增大，而使烧杯突然破裂，实验表明当扬声器的频率接近和等于烧杯的固有频率时，共振才会发生。
[0020]工作中，把250ml或500ml烧杯放在支架(4)上，调整支架(4)使烧杯的三分之二处与扬声器的筒口位于同一水平线上，并用双面胶把烧杯和支架(4)粘紧。打开音频信号源和音频放大器的电源开关，顺时针旋转音频放大器音量调节器使扬声器发出一定的音频声响，可把音频放大器输出功率调节小一些，配合调节音频信号源的调节器使音频信号源的频率接近和等于烧杯的固有频率，观察烧杯有轻微的震动，在调节功放机的电位器增大扬声器的输出功率，玻璃杯即可震碎。
[0021]当然，对于不同品牌烧杯它的固有频率是不相同的，即是同一型号同一容量的烧杯固有频率也是不相同的，但都在800—1200赫兹范围之内，只要细心调节都能震碎。
[0022]本发明根据共振原理做了声音震碎玻璃杯的实验一一利用扬声器发出声音频率和烧杯的固有频率相同或接近烧杯震碎，演示物理教学中学生难以理解的共振现象；该仪器由音频信号源、音频放大器、扬声器组合一块，操作简单、使用方便，演示直观而富有趣味性，使其印象深刻，达到了应有的教学目的和效果。
【主权项】
1.一种新型共振教学演示器，包括一木质底座(I )，其特征在于木质底座(I)上设置一平台(2)和固定的支架(3)、放置的支架(4)，支架(3)上固连接扬声器(7)，支架4上放置玻璃杯(8)，还包括平台(2)上放置依次电连接的音频信号源(5)、音频放大器(6)、扬声器(7)，扬声器(7)的发声口和玻璃杯(8)相距5mm且对住玻璃杯(8)的上部。2.根据权利要求1所述一种新型共振教学演示器，其特征在于:平台(2)和木质底座(O固定连接且固定的高度，支架(4)是高度可变可更换。3.根据权利要求1所述一种新型共振教学演示器，其特征在于:所述音频信号源(5)采用DF1631数字信号发生器。4.根据权利要求1所述一种新型共振教学演示器，其特征在于:所述音频放大器(6)采用两只LM1875功放集成块组成、使用40 W电源变压器、四只1N4001 二极管桥式整流、两只4700UF/50 V电解电容滤波组成正负26V电源使功放块工作，功放机能输出30W不失真功率。5.根据权利要求1所述一种新型共振教学演示器，其特征在于:所述扬声器(7)为25W8 Ω号筒式扬声器。6.根据权利要求1或2所述一种新型共振教学演示器，其特征在于:支架2采用优质泡沫做成长方体方体形状，高度为18cm和16cm,玻璃杯为250ml、500 ml的烧杯。
【专利摘要】一种新型共振教学演示器，是一种物理现象演示实验仪器，包括一木质底座，木质底座上设置一平台和固定的支架1、放置的支架2，平台上放置依次连接的音频信号源、音频放大器、扬声器，支架2上放置玻璃杯；扬声器的发声口对住玻璃杯的上部，当音频信号源发出音频信号通过放大器后，扬声器发出声响，其声响（频率）等于玻璃杯的固有频率时，其玻璃杯产生共振（震碎）；本发明填补了中学实验室到目前没有直观的演示共振现象的仪器空白，直观而富有趣味性，有效地为中学生演示共振现象，使其印象深刻，达到教学目的和效果，并且操作简单、使用方便。
【IPC分类】G09B23/06
【公开号】CN105160967
【申请号】CN201510637623
【发明人】刘长玲
【申请人】刘长玲
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年10月7日