电磁谐振水波干涉演示仪的设计研究

本文介绍了一种自制的水波干涉衍射演示实验装置.装置利用低频信号源输出低频正弦信号,经电磁转换驱动振子做简谐振动,振子作为波源在水槽中激发水波观察水波干涉衍射现象.本文定量地分析了装置中最重要的驱动部分和振动部分的物理学原理,给出了控制演示实验效果的有效途径.装置结构简单,易于控制,成本低,实验效果明显.还可演示两列频率、振幅不相等的水波的相遇情况.     

波的衍射和干涉演示实验仪器的改进

高一物理波的衍射和干涉演示实验仪器波源有两种，一种是由半导体元件构成多谐振荡器，再由后级二个中功率管组成的电子开关来控制电磁铁的吸动和释放，带动振子周期性地接触水面产生水波．另一种仪器是利用电动机通过皮带传动，带动振子周期性地接触水面，产生水波．这两种仪器振动的频率不稳定，难以调到清晰的图像．我受到电电磁打点计时器的启发，能不能利用电电磁打点计时器作振源？通过多次实验，如图1改装，得到较满意的效果．改装后的振源仪器有如下优点：（1）振幅大，强度大．由于使用6～9伏交流电通过线圈，少了中间很多环节，增…     

演示实验改进二则

演示实验改进二则莫滨（南京市红光中学，２１００１２）水波波源的改进中学物理教学中，利用水波演示波的性质的装置一般都不太理想．波源的间距一般不可调，振幅和频率也不可调，尤其是不能演示不同频率、不同振幅的两个或多个波并存的实验．本文介绍一种简便易行的发波...     

基于多普勒效应的水波特性实验装置的设计

设计了一种基于多普勒效应的水波特性实验装置,在频闪光源照射下,通过毛玻璃屏,可直接观察多普勒效应的现象,通过设计的光电检测装置测量出水波的频率及频率的变化情况,实现水波多普勒频移的数字化测量.当波源位置固定,波源以一定频率振动,根据多普勒效应,通过实时测量多普勒频率,测量出探头的速度,进而推算出水波波速.该装置有利于多普勒效应的水波特性研究,直观演示了多普勒频移现象.     

水波实验装置的改进

水波实验装置,一般由投影仪、消波水槽、闪频器和水波振动器等组成。该实验效果的好坏,水波振动器振动顿率的稳定性是个关键。常用的振动器是用杠杆与偏心轮组成的机械式振动器;也有用低频振荡源来策动电磁铁振动的电磁振动器。由于上述装置中机械结构的问题,往往使振动器的振动频率,达不到应有的稳定性,造成振动频率与闪频器的开放频率不能同步,观察到的波阵图就不能保持稳定。特别是演示水波的干涉现象,若两者达不到同步,要清晰地观察到波的加强与减弱的位置就比较困难。笔者改用电子振动器,解决了振动器振动频率的稳定性和闪频器同步的问题,使实验效果得到明显的改善。     

自制受迫振动演示器

高中物理教材中受迫振动是用手摇把手下挂弹簧振子来演示的,由于弹簧振子振动时易摇晃,手摇控制策动力的频率也不易掌握,因而共振现象不易观察。单摆的共振现象教材中是用张紧的绳上挂几个单摆来演示的,装置虽简单,效果并不好。原因一是挂单摆的绳形成“弧垂”,造成对各单摆的策动力强弱不等。二是由于绳上形成“波”的反射,使作用到各单摆的策动力变得复杂,实验中很难调节到受迫共振摆和“策动摆”基本同相位,策     

机械示波器的研制与振动合成演示

传统简谐振动合成演示设备很抽象、不直观,为了清晰地演示其具体的合成过程,研制了结构简单、可清晰显示各振动合成过程的机械示波器.利用电磁振子、电动振子和钢尺自由振动振子实现了不同频率、不同方向的振动,同时使用多面反光转筒得到正弦波,通过控制振子及反光转筒直观地显示各振子单独的振动曲线及其合成的拍现象、李萨如图形.     

用音箱演示机械波的干涉

在人教版(2019年版)高中物理选择性必修三第三章第4节“波的干涉”一课中有一个演示实验——观察水波的干涉.在发波水槽进行干涉的原理启发下,通过改进常见的双声道小音箱,成功演示波的干涉现象.该教具能够控制波源的振动参数,除了能够演示发波水槽的干涉现象,还能定性探究影响干涉的因素.     

基于DIS传感器的受迫振动与共振实验探究装置

受迫振动与共振实验是高中物理重要内容,是教学难点.利用可调速的直线电机提供更稳定的驱动力,通过光电门传感器采集驱动频率;设计位移传感器的发射端做为振子,观察受迫振动与共振现象,并实时采集振子的位移与时间图像,通过图像处理获取振子振动的频率和振幅值,采集多组数据,定量探究振子振动的频率与驱动频率的关系,绘制共振曲线,得到...     

水波干涉衍射的演示与仿真实验设计研究

本文自主设计了一种水波干涉衍射的演示实验仪器，通过光影法进行增强，展示了水波干涉衍射的效果。本文还研究了振动频率、衍射缝宽等不同条件下的干涉衍射现象，并对该现象的原理进行了深入探讨。同时本文基于Matlab开发了一种可视化的水波干涉衍射虚拟仿真实验，具备图形化、直观性等优点。经过与演示实验现象的对比验证了仿真实验的合理性。仿真实验可以更好地应用于大学物理课堂演示。本研究成果可以促进物理学相关领域的研究和应用，对推动相关领域的发展具有重要的意义。     

用打点计时器作弦振动实验

在传统的普物实验教材中,常用电动音叉与一端固定的弦来作“弦的振动实验”,如图1所示。实验时常用方法是固定弦长L,改变张力T,或改变张力T的同时调节弦长L,使弦上产生基频或某次谐频共振。由于张力T改变时,弦线的线密度将随之改变,这会给实验带来误差。另外,实验中策动源频率不可改变,使实验的“自由度”受到一定限制。用音频振荡器(可用音讯——1甲型)的功率输出去驱动打点计时器(可用中学物理实验用的)作弦的振动实验可以固定弦长和张力,而改变策动源的频率(频率的大小可以由刻度盘读出,也可以用频率计测出)。     

自制受迫振动演示器

人教版高中《物理》第九章"受迫振动共振"一节中,用图1所示的装置研究受迫振动的频率与哪些因素有关.在演示操作过程中,振子上下振动的同时还左右前后摆动,特别是驱动力频率与弹簧振子的频率接近时,振子摆动幅度更大,导致振子碰撞支架,不能形成稳定的演示效果.针对该装置的不足,笔者自制了如图2所示的演示器.     

用电磁打点计时器演示"驻波

概述了传统“驻波”演示实验方法的不足,介绍了用电磁打点计时器演示“驻波”的实验方法及其效果。     

讲机械波慎以水波为例

水波是一种常见的波，讲机械波时以水波为例，说明波的折射、波的衍射和波的干涉现象，取材方便、实验易做，并且演示现象明显，能够取得很好的教学效果．教科书《物理》第二册“机械波”一章也多次提到了水波这个例子．     

换种方法理解多普勒效应

多普勒效应是由于波源或观察者的相对运动致使观察者接收到的频率与波源的频率不同的现象.多普勒效应有很多实际的应用,然而无论是新老教材,多普勒效应一节的教学仅停留在实验演示及规律的文字性表述上,不少师生对多普勒效应的理     

J2353电流化学效应演示器的改进

J 2353电流化学效应演示器,原是中学物理实验和化学实验共用的仪器,随着教学仪器的改进和发展,化学上有了专门的“电解水”等实验装置,根据物理教材的内容,现有“伏打电池”和“电镀”用到该仪器。特别是演示“伏打电池”电介质用稀硫酸,腐蚀性强、极板易损耗和极化,实验不易成功,成了普遍性的问题,个别教学设备较好的学校也不愿做这个实验。几年来,我在教学中,将 J 2353电流化学效应演示器作了改进,收到理想的教学效果,并增加了“水果电池”的演示,提高了     

机械扫描振子的研制及演示

由于机械扫描振子在振动区间存有一共振峰,故提出了采用选频放大器驱动电路消除振子在振动区间的非线性的设计,并应用于演示弦线驻波、共振和李萨如图等实验中.     

一个没有必要的条件

本刊一九八四年第六期,发表了江苏省教学仪器公司李安福同志的“用气垫导轨演示弹簧振子的简谐振动的方法”一文,这篇文章详细讨论了用气垫导轨演示弹簧振子简谐振动的方法。无疑地,对每一位读者都有很大帮助和启发。但在文章的第一个问题里,谈到如何进行演示时,第一句话就说:“首先把导轨调成水平”。我认为这是一个没有必要的条件,我们不妨可以从导轨成水平状态和导轨与水平成一定角度两种情况分别进行讨论。     

水面波驻波演示仪

自制水面波驻波演示仪.在透明的长方体水槽一端安装搅水振子,通过控制电源电压调节振子的振动频率,可以演示频率为2~5Hz的水面波驻波.实验中水面波的频率与振子的振动频率相同,在水槽中形成稳定的驻波后,测量波节间的距离,计算后得到波长以及水面波的传播速度.     

通过锁相使一种过模复合器件运行频率稳定

 提出了一种过模复合器件。自洽地导出了由外电磁信号和预群聚电子束同时驱动的一种过模复合器件的辐射波相位锁定方程;讨论了到达锁相运行的时间、频率移动和带宽。分析表明：当由预群聚电子束和外电磁信号同时锁相时,通过调节参数,可以缩短到达锁相运行的时间,减小运行频率对要锁定的频率（外电磁信号频率）的移动和增大锁相运行的带宽。