振动合成的瞬时过程动态显示

在讲解振动合成时,通常用三角函数、复数或旋转矢量的办法处理.然而这些数学方法并不能给学生直接的物理图象. 为显示同方向振动合成的瞬时过程,我们将两个超低频讯号分别通过振动继电器后送入示波器,使普通示波器成为三线示波器,在萤光屏的三个位置上同时显示出两个分振动和一个合振动的波形,其实验装置简图如图一所示. 这种办法相当于采用电子开关的三线示波器。我们采用的是简单的振动继电器.由它快速通断,使两个讯号分别输入或同时输入示波器(见图二),从而得到讯号1,讯号2以及其合成的波形.由于在每个分讯号上加上直流位移电压,使得三个…     

音叉共鸣实验成功的关键

用音叉演示声音共鸣的过程是：取两个频率相同的音叉A和B，将它们插在共呜箱上摆放在一起．用橡皮糙敲击音叉A的叉股，使音叉A发声．过一会儿，用手按住音叉A的叉股，使它停止振动，这时音叉A不发声了，却听到音叉B在发声．实际作这个实验时，因音叉选取不当，或操作方法不妥，音叉B发出的声音因响度不够，实验效果很不明显，根据经验，共鸣实验演示成功的关键，应注意以下几点．1．音叉和共鸣箱选取要合理．发生共鸣时，原先不发声的音叉必须从声波中获得足够大的能量，才有较大的响度，共呜声才明显，因此实验时应选用发声功率较大的…     

振动图像获得的普遍方法

利用自制电位传感器将振动的信息传递给示波器,即可在示波器屏幕上显示出振动图像,可进一步得到振动周期,从而达到对诸多物理量的间接测量.     

任意角度振动合成演示装置

任意角度振动合成演示装置唐川（华中理工大学物理系武汉４３００７４）本演示装置是利用两个相互独立的光杠杆简谐振动源，使激光斑点参与两个独立的简谐振动，用串联的形式进行振动的合成，将合成后的激光斑点投影到屏幕或墙面上进行观察．光杠杆简谐振动源如图１所示，...     

音叉实验的经验

在初中物理对声音传播的媒质与高中物理声音共鸣的教学中，一般均使用４４０Ｈｚ共振音叉作演示．在演示该实验时觉得一些地方不太满意：１）演示音叉振动时，通常采用通草球或泡沫塑料球接触音叉，使小球弹起，表明音叉的振动．但球小且振幅不大，效果不够理想；２）演示音叉共鸣时，往往另一个音叉的共鸣声过小．尽管同行们主张用扩音机来解决这个问题，但多了一道麻烦．采用通草球或泡沫塑料球来演示该实验，无非是利用其质轻且易飘的性质．实际上一方面容易受空气流动的影响，另一方面鼓球表面相对较软，跟音叉是“软碰撞”，会影响弹起…     

利用示波器做声学实验

通过传感器可以利用电子射线示波器演示用音叉做的一些实验. 传感器是一马蹄形永久磁铁,在它的一端装有一个用许多匝细铜线绕成的钱圈(用直径为0.1毫米的漆包线,绕在用厚纸壳所做的骨架上,绕成后线圈的电阻为300欧姆).     

悬挂共振音叉改进共鸣实验

为了使共振音叉达到较好的效果,自制了一对共振音叉的悬挂装置及其附件,用该装置可以将2个共振音叉悬挂起来,其演示效果较好.同时,本文探讨了共振音叉不同的悬挂方式,并介绍了如何演示共鸣实验和利用该装置演示声波的干涉实验.     

弦振动实验的改进

弦振动实验是一个传统实验,一般由电振音叉带动有一定张力的细线作振动,它对于研究驻波、弦的基频与谐频等规律是很有意义的,但此实验存在一定的问题: 1.弦线在音叉带动下振动,固定在音叉上的端点实际上不是书点; 2.弦的振动频率不能改变,不利于研究不同频率下的振动; 3.张力改变时,线密度将变化; 4.弦线绕过滑轮加负载,滑轮阻力给实验引入误差. 我们去掉电振音叉和滑轮,改用金属弦,用磁场对通电导体的作用力去强迫弦线振动,可以较好的解决上述问题,还可以讨论振动的品质因数,实验误差也较小. 实验装置:图1为装置的示意图,将低频电流加在铜…     

干涉法测量音叉振动

采用干涉法对音叉受迫振动的位移振幅、速度振幅以及音叉振动与外加周期性驱动力的相频关系做了测量与探究.实验结果表明,位移共振频率与速度共振频率近似相等;音叉达到共振时,音叉振动与外加周期性驱动力存在π/2的相位差.利用干涉的方法可对音叉受迫振动的位移振幅、速度振幅以及音叉振动与外加周期性驱动力的相频关系同时进行研究,并且可观测到调节信号源频率至共振频率过程中相位差的改变,以及达到共振时施加外在扰动后相位差偏离π/2而后恢复的过程.     

声拍的示波显示

在课堂上,演示声拍,通常是用二个频率相近的音叉来实现.由于人耳能分辨的声拍频率是有限的(每秒7次左右),对于 7次/秒以上的声拍,用音叉演示效果就不太好了.我们采用了示波器显示的方法,将看不见的声过程转变为电过程,然后通过示波器进行显示.这就不仅能听到拍音,还能在示波器荧光屏上观察到不同频率差时的声拍波形.同时,还可根据波形进行观测和分析. 声拍演示装置如图一所示.设备有,普通音频信号源二台;头带式耳机三个(如A、B、C);SB型示波器一台.为得到较好的效果,只须选择一台灵敏度较高的示波器(如 50毫伏/厘米左右)就能得到满意的结…     

用共鸣管测声速实验的改进

用共鸣管测量声速实验,传统的做法虽然装置结构简单,操作简便,但学生在进行实验时,是通过耳朵来判断共鸣是否最强（声音最响）,结果往往会造成一定的偏差．为此,我们对实验装置进行了改进．在原来实验装置的基础上,用话筒代替人耳接收共呜管发出的声信号,将话筒的输出端接在毫伏表（或示波器）上．当共鸣最强时,毫伏表显示的电压值最大（或示波器的波形的振幅为一极大值）,此时,便可记录水面的位置（见图１）． 实验中,所用音叉的频率为５１２ＨＺ,共鸣管长１００ｃｍ,话筒为ＣＤＩ-３型,毫伏表为ＭＦ-２０型,室温为２１．…     

巧用示波器做音叉共鸣实验

示波器是一种用途十分广泛的电子测量仪器,它可以直接观察电信号的波形,测量电压的幅度、周期、频率等参数.在实际应用中凡是能转化为电压信号的电学量和非电学量如压力、温度、磁感应强度、光强等都可以用示波器来观测.共振是一种常见的自然现象,声音的共振通常叫做共鸣.为了让学生进一步加深对共鸣知识的理解和掌握,笔者在物理教学中增设了利用示波器观察共鸣现象的探究型实验供学生使用,取得了良好的教学效果.     

音叉演示“拍”现象的改进

在讲授频率相差很小的振动合成时,常用两个音叉来演示拍现象。但由于音叉振动的音量太小,即使加了共鸣箱,在上大课时,学生也很难听清拍音。我们设计了如下方法解决这个问题。将两片压电陶瓷片用胶     

基于泛频振动的石英增强光声光谱测声器优化设计

为了进一步提高基于泛频振动的石英增强光声光谱测声器探测灵敏度,在一次泛频振动模式下采用一个比商用标准音叉外形尺寸大5倍的定制大音叉,并对其性能进行优化.通过理论和实验研究得出了音叉与激光的最佳作用位置,发现音叉的一次泛频振动有两个波腹点,且在距离音叉根部8 mm处,音叉振臂的振动幅度最大.微型声音谐振腔由三种不同内径的不锈钢毛细管加工而成,与音叉组成共轴配置石英增强光声光谱光谱测声器,用来进一步增强信号幅值.在最佳微型声音谐振腔配置下,获得了30倍的信号增益因子,有效提高了石英增强光声光谱光谱测声器的探测灵敏度.     

声形并貌的驻波实验兼声速测量

若利用手头的现成材料和常用仪器对一些实验的传统作法进行改进,可获得意想不到的效果.我们对驻波实验做了如下改进,既能声形并貌地演示空气柱驻波,又能对声速做较准确的测量.作为演示,可使声共振现象观察得更有趣,更清楚明了,不但能听到通常驻波的共鸣声,还能通过示波器看到驻波形成中振幅的变化.共鸣声达最大时,示波器同时显示出振动波形幅度最大.由于听与看互相参照,特别是通过看,能比较准确地确定出驻波形成时空气柱的长度,从而较准确地测出波长,进而测出室温下的声速.还可验证半波损失的存在.通过改进,既可为学生做听与看的同步演示,也可开设分组实验.     

演示振动合成的信号源

振动合成演示往往是用两台信号源和一台示波器来进行,由于两独立信号源产生的正弦信号是互不相关的,两信号间的位相差不稳定,在示波器上产生的图形也就不会稳定,演示效果受影响。为此采用分频的办法,产生多路不同频率的正弦信号,输出到示波器上进行演示,由于各路信号间的位相差不变,可得到稳定的振动合成图形。     

基于PROTEUS的李萨如图形观绘实验

针对在传统示波器的使用实验教学过程中学时相对较短、实验操作不规范及实验仪器存在系统误差导致实物实验教学效果不佳的问题,与实物实验相结合,通过Proteus VSM提供的虚拟示波器进行多种频率比与不同相位差情况下的李萨如图形观察实验,可更加直观方便地学习测量正弦振动频率的方法,加深理解互相垂直振动合成理论。这种将实物实验与虚拟仪器实验相结合的实验教学方法,显著改善了示波器的实验教学效果。     

共振音叉实验的改进

音叉共鸣箱垫片的老化或弹性不足,严重影响了声音共鸣的演示效果.经研究发现,只要在音叉的共鸣箱底部垫上泡沫塑料即可达到预期的演示效果.为达到最佳的演示效果,还探讨了敲击音叉的部位及音叉的数量和摆放方式.     

驻波实验中"二分频"现象的探讨

在大学物理实验教材中常用音叉弦振动形成共振驻波来测量音叉的振动频率,但对其中的"二分频"现象无相关的理论解释,本文在建立与‘‘二分频"现象相似的模型中,用数值计算的方法演示了这一结果.     

用于演示实验的电视示波器

在振动与波、电工、无线电等教学中,广泛使用各种示波器。然而在课堂演示实验中,普遍存在的一个问题是示波器的屏幕小,可见度差。为解决这一问题,我们试验成一种电视示波器:在黑白电视机上加一信号转换器,用电视机来显示各种波动信号。因此,屏幕比普通示波器大得多,图形亮度、清晰度更好,造价也比普通示波器低得多。 一、设计原理 要用黑白电视机来显示波形,关键是把要演示的波形信号变成电视机能显示的视频信号。电视机显象管电子束的扫描是固定的,有行扫描和场扫描,今以场扫描的方向作时间轴,每一行上的亮点的位置表示那个时刻输入波形的…