[实用新型]共振教学演示器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种教学演示器，具体涉及一种共振教学演示器。

背景技术

共振是一种常见的运动形式。共振技术普遍应用于机械、化学、力学、电磁学、声学、光学及分子、原子物理学、工程技术等几乎所有的科技领域，同时，在有些情况下，共振又会给社会生活带来很大的危害，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。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。

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

本实用新型提供了一种共振教学演示器，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。

本实用新型根据共振原理做了声音震碎玻璃杯的实验——利用扬声器发出声音频率和烧杯的固有频率相同烧杯震碎，演示物理教学中学生难以理解的共振现象。该仪器由信号源、功放机、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。

本实用新型的技术解决方案是：

一种共振教学演示器，其特殊之处在于：包括依次连接的低频信号源、功放机以及扬声器，还包括一支架以及与支架固连的防护罩，所述防护罩内置与支架固连的烧杯，所述烧杯底向上三分之二处与扬声器的筒口位于同一水平线上；所述扬声器发出声音（大、小）频率（高、低）能调，其能接近和等于烧杯的固有频率。

上述支架的高度能调。

上述低频信号源采用通用的音调译码器LM567脉冲振荡产生可调频率的方波，通过多圈电位器和波段开关配合使用可输出600—1200赫兹的250mv低频信号源

上述功放机采用两只LM1875功放集成管组成BTL输出、使用50Ｗ电源变压器、四只二极管桥式整流、两只4700UF/50Ｖ电解电容滤波组成正负28V电源使功放机工作，功放机能输出35W不失真功率。

上述与支架固连的烧杯固连方式为粘接。

上述扬声器为25W16Ω高音号筒式扬声器。

上述防护罩为有机玻璃防护罩。

本实用新型的优点在于：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。

附图说明

图1为本实用新型连接示意框图。

具体实施方式

该实验改变音频信号源的频率的信号通过功放机放大到扬声器发声作为外界激励，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音，使烧杯破碎，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。

参见图1，共振教学演示器组成包括依次连接的低频信号源（采用通用的音调译码器LM567脉冲振荡产生可调频率的方波，通过多圈电位器和波段开关配合使用可输出600—1200赫兹的250mv低频信号源）、功放机（采用两只LM1875功放集成管组成BTL输出、使用50Ｗ电源变压器、四只二极管桥式整流、两只4700UF/50Ｖ电解电容滤波组成正负28V电源使功放机工作，功放机能输出35W不失真功率）、扬声器（25W16Ω高音号筒式），还包括一支架以及与支架固连的防护罩（有机玻璃做成），防护罩内置与支架固连的烧杯，烧杯底向上三分之二处与扬声器的筒口位于同一水平线上；扬声器发出声音（大、小）频率(高、低)能调，其能接近和等于烧杯的固有频率。

工作中，把烧杯放在有机玻璃做成的防护罩中支架上，调整支架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粘紧。打开电源开关，顺时针旋转音量调节器扬声器发出一定的音频声，可把功放机输出功率调节小一些，配合调节低频信号源的电位器和波段开关使低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。注意：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600—1200赫兹范围之内，只要细心调节都能震碎。