[实用新型]声波波形的演示装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种声波波形的演示装置。

背景技术

声波是声音的传播形式，是一种机械波，由物体(声源)振动产生。声波的振动在空气中以疏密相间的形式向四面八方传播。在气体和液体介质中传播时是一种纵波，这个传播过程只是能量的传递过程，而不发生质量的传递。人耳可以听到的声波的频率一般在20赫兹至20000赫兹之间。但是声波是怎样产生的？现有的教学基本采用弹簧振动作为实验手段，通过听弹簧振动的声音，来想象声波的传播。因为不能直观的显现声波的波形，所以学生难以理解。

发明内容

本实用新型是为了向人们提供一种声波波形的演示装置，通过该演示装置，可以非常直观的观察声波的波形，从而正确理解声波在空气中以疏密波的形式传播、且在传播过程中振动的空气分子不随声波向前移动的道理。

本实用新型采用的技术方案是：声波波形的演示装置，其特点是，包括一演示台、设置在演示台上的发声演示机构、以及设置在所述演示台上的与发声演示机构相连接的功能按钮；所述的发声演示机构包括一喇叭模型、一振膜、一棱镜、一激光束发生器、一弧形屏幕；其中：所述的喇叭模型中设有扬声器；所述的振膜设置在扬声器的前方，所述的激光束发生器设置在振膜前方，该激光束发生器发出的激光束对准所述振膜；所述的棱镜和弧形屏幕顺序间隔设置在所述激光束发生器的旁侧。

上述声波波形的演示装置，其中，还包括一棱镜旋转机构，所述的棱镜旋转机构与棱镜连接。

上述声波波形的演示装置，其中，所述的棱镜旋转机构主要由电机构成，所述电机的输出轴与棱镜连接。

上述声波波形的演示装置，其中，所述的棱镜旋转机构是匀速旋转。

上述声波波形的演示装置，其中，所述的棱镜为三棱镜。

上述声波波形的演示装置，其中，所述的弧形屏幕为金属贴膜屏幕。

由于本实用新型采用了以上的技术方案，采用扬声器作为声源，激光束发生器发射激光束，振膜将横波变成纵波，棱镜将激光束通过薄膜反射过来的纵波均匀地展现在弧形幕上。从而通过电学和光学原理，将看不见的声波变成可以看得见的波形图。

附图说明

本实用新型的具体结构由以下的实施例及其附图进一步给出。

图1是本实用新型声波波形的演示装置的一种实施例的结构主视图。

图2是图1的左视图(部分剖视)。

图3是图1的俯视图。

具体实施方式

请参阅图1～图3。本实用新型声波波形的演示装置，包括一演示台1、设置在演示台上的发声演示机构2、以及设置在所述演示台上的与发声演示机构相连接的功能按钮3。所述的演示台1包括台面11、箱体12。所述的发声演示机构2设置在台面11上，该发声演示机构2包括一喇叭模型21、一振膜22、一棱镜23、一激光束发生器24、一弧形屏幕25。所述的喇叭模型21通过支架211设置在台面11上，在该喇叭模型中设有扬声器212。所述的振膜22通过支架221设置在台面11上，该振膜22位于扬声器212的正前方。所述的棱镜23和激光束发生器24分别通过各自的支架231、241设置在台面11上，均设置在振膜22前方，且该激光束发生器发出的激光束对准所述振膜，该光路如图3中a所示。本实施例中所述的弧形屏幕25为金属贴膜屏幕，通过支架251设置在台面11上。所述的棱镜为三棱镜，该三棱镜设置在振膜反射激光束的光路b上，与所述弧形屏幕25相对，经过三棱镜的折射，波形通过光路c被投射到弧形屏幕上。

所述的声波波形的演示装置中，还包括一棱镜旋转机构26，所述的棱镜旋转机构主要由电机构成，所述电机的输出轴与棱镜连接，使所述的棱镜作匀速旋转。

所述功能按钮3设置在台面的操作区，其包括电源开关按钮31、扬声器启动按钮32、以及棱镜旋转按钮33。

本实用新型的工作原理：

在演示台上安置一个发声演示机构，参与者启动该发声演示机构的按钮，喇叭模型中扬声器发出的声音会引起振膜的振动，而激光束对准的是喇叭模型前的振膜。振膜振动时会有一个凹凸面，通过振膜的凹凸面反射的激光束便会出现不规则的波形，该不规则的纵型波经过三棱镜的折射，被投射到弧形屏幕上。三棱镜下面安装有棱镜旋转机构，使三棱镜一直处于匀速转动状态。不规则的纵型波经过三棱镜的折射和转动，被均匀地投洒在弧形屏幕上。由于人的眼睛有短暂的视觉停留(约为0.1到0.2秒之间)的原因，因此，在这段时间内激光束形成和通过光学原理展示出来的波形图，都会被视觉记忆。伴随着扬声器发出的音乐的跌宕起伏，参与者可以看清弧形屏幕上出现的不断变幻的连续的波形图，等于亲眼“看见”声波的波形，显示的波形之一如图1中的A所示。从而知道声音是由物体振动产生的、声音可在空气中传播、以及声波在空气中以疏密波的形式向四面八方传播的道理。