一種感音聲駐波演示裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種物理實驗教學(xué)演示儀器，尤其涉及的是一種感音聲駐波演示
目.0
【背景技術(shù)】
[0002]駐波是由振幅、頻率、振動方向均相同而傳播方向相反的兩列波迭加而成的；由揚聲器發(fā)出的入射聲波在管內(nèi)的另一端發(fā)生反射并與入射聲波干涉形成駐波。用昆特管演示聲駐波可觀察到環(huán)形飛濺的煤油浪花，液體振動最激烈，稱為波腹；振幅最小的點稱為波節(jié)，液體靜止不動。在昆特管中駐波的波腹處，空氣振動劇烈，氣壓小，從而吸起該處的煤油，使得波腹處的煤油飛濺；而在駐波的波節(jié)處，駐波能量極小，且兩側(cè)波腹處的空氣向此聚集，氣壓大，將此處煤油下壓，使得煤油只能向兩側(cè)(波腹位置)流動。最終兩者達到動態(tài)平衡，形成了在實驗中看到的“噴泉”現(xiàn)象。用火焰駐波演示聲駐波現(xiàn)象，空氣振幅大的地方壓強小，空氣振幅小的地方壓強大，導(dǎo)致火焰高度成周期性分布。相鄰兩波腹(或兩波節(jié))間距離為1/2波長，波腹與波節(jié)間的距離為1/4波長。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種感音聲駐波演示裝置，利用雙色發(fā)光二極管發(fā)光亮度反映聲駐波現(xiàn)象。
[0004]本實用新型是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:一種感音聲駐波演示裝置，包括底座、駐波管、感音條和揚聲器，所述底座支撐所述駐波管，所述揚聲器安裝于所述駐波管的一個開口端，所述駐波管沿長度方向的側(cè)面設(shè)有凹槽，所述凹槽上間距設(shè)有若干通孔，所述感音條安裝于所述凹槽中，所述感音條上設(shè)有若干送話器，所述送話器對應(yīng)安裝于所述通孔上，用于檢測聲音大小。
[0005]作為上述方案的進一步優(yōu)化，所述感音條內(nèi)置將聲音大小轉(zhuǎn)化為發(fā)光二級管亮度大小的光信號控制電路，所述光信號控制電路包括聲音信號采集電路、信號放大電路、光信號顯示電路和多諧振蕩電路。
[0006]作為上述方案的進一步優(yōu)化，所述光信號控制電路包括麥克風(fēng)MIC、電容Cl和C2、電阻R0、R1、R2、R3、R4、R5和R6，第一運算放大器、第二運算放大器、第一發(fā)光二極管LED1、第二發(fā)光二極管LED2和分路開關(guān)K。
[0007]作為上述方案的進一步優(yōu)化，所述麥克風(fēng)通過電容Cl、電阻R3與第一運算放大器的反向輸入端電連接，且通過所述麥克風(fēng)通過電阻Rl與第一運算放大器的正向輸入端電連接；所述麥克風(fēng)通過電容C2、電阻R5與第二運算放大器的反向輸入端電連接，且通過所述麥克風(fēng)通過電阻R2與第二運算放大器的正向輸入端電連接；所述第一運算放大器的反向輸入端和輸出端間并聯(lián)電阻R4，所述第二運算放大器的反向輸入端和輸出端間并聯(lián)電阻R6 ;所述第一運算放大器的輸出端與第一發(fā)光二極管LEDl電性連接，所述第二運算放大器的輸出端與第二發(fā)光二極管LED2電性連接。
[0008]作為上述方案的進一步優(yōu)化，所述多諧振蕩電路包括電容C3和C4、電阻R7和R9、定時器和可調(diào)電阻R8。
[0009]作為上述方案的進一步優(yōu)化，所述凹槽上等間距設(shè)有若干通孔。
[0010]作為上述方案的進一步優(yōu)化，所述駐波管的另一個開口端上設(shè)一遮音擋板。
[0011]本實用新型相比現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型提供的一種感音聲駐波演示裝置的有益效果體現(xiàn)在:
[0012]1、與傳統(tǒng)火焰駐波演示儀器相比，本實用新型的一種感音聲駐波演示裝置，演示時將揚聲器接入音頻信號，當信號頻率調(diào)節(jié)到恰當?shù)臄?shù)值時，駐波管中將形成穩(wěn)定的駐波。無需燃燒煤氣，操作演示安全，演示后沒有殘余的煤氣味。
[0013]2、本實用新型的一種感音聲駐波演示裝置，揚聲器設(shè)于駐波管的開口端，且駐波管的側(cè)面上設(shè)有凹槽，凹槽上間距設(shè)有若干通孔，感音條設(shè)于所述凹槽中，且感音條上設(shè)有若干送話器，送話器對應(yīng)安裝于所述通孔上，用于檢測聲音大小。將揚聲器接入音頻信號，調(diào)節(jié)信號頻率，駐波管內(nèi)各處的空氣振幅不同，導(dǎo)致聲壓不同，使得駐波管上的感音條測得的聲音大小不同，從而使得感音條上的發(fā)光二極管亮度不同。
[0014]3、本實用新型的一種感音聲駐波演示裝置，感音條中內(nèi)置將聲音大小轉(zhuǎn)化為發(fā)光二級管亮度大小的光信號控制電路。光信號控制電路包括聲音信號采集電路、信號放大電路、光信號顯示電路和多諧振蕩電路。將揚聲器接入音頻信號，調(diào)節(jié)信號頻率，經(jīng)過信號放大電路驅(qū)動發(fā)光二極管，信號波峰時驅(qū)動第一發(fā)光二極管，信號波谷時，驅(qū)動第二發(fā)光極管。通過觀察雙色發(fā)光二極管的發(fā)光亮度來直觀感受聲駐波現(xiàn)象，在物理演示實驗教學(xué)中操作方便，效果明顯。
[0015]4、本實用新型的一種感音聲駐波演示裝置，通過分路開關(guān)K連接多諧振蕩電路。將揚聲器接入音頻信號，調(diào)節(jié)信號頻率，使得震蕩周期與采集到的音頻信號間同步時，可以控制LEDl和LED2發(fā)光。脈沖周期通過調(diào)節(jié)駐波信號顯示電路中的可變電阻R8控制，觀察駐波過程中的波峰和波谷，其中，LEDl代表波谷，LED2代表波峰，可直觀的反映聲駐波現(xiàn)象。
【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型的一種感音聲駐波演示裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2是本實用新型的一種感音聲駐波演示裝置的電路原理圖。
[0018]圖3是本實用新型的一種感音聲駐波演示裝置的多諧振蕩電路的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0019]下面對本實用新型的實施例作詳細說明，本實施例在以本實用新型技術(shù)方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本實用新型的保護范圍不限于下述的實施例。
[0020]參見圖1，是本實用新型的一種感音聲駐波演示裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。一種感音聲駐波演示裝置，包括底座4、駐波管1、感音條2和揚聲器3，底座4支撐所述駐波管I。揚聲器3安裝于駐波管I的一個開口端，駐波管I沿長度方向的側(cè)面設(shè)有凹槽，凹槽上間距設(shè)有若干通孔，感音條2安裝于凹槽中，感音條2上設(shè)有若干送話器，送話器對應(yīng)安裝于所述通孔上，用于檢測聲音大小。本優(yōu)選實施例中，所述駐波管I的一個開口端設(shè)有揚聲器3，的另一個開口端上設(shè)一遮音擋板。且駐波管I沿長度方向的側(cè)面設(shè)有凹槽，凹槽上等間距設(shè)有若干通孔。將揚聲器接入音頻信號，調(diào)節(jié)信號頻率，駐波管內(nèi)各處的空氣振幅不同，導(dǎo)致聲壓不同，使得駐波管上的感音條2測得的聲音大小不同，從而使得感音條2上的發(fā)光二極管亮度不同。
[0021]其中，感音條2內(nèi)置將聲音大小轉(zhuǎn)化為發(fā)光二級管亮度大小的光信號控制電路，光信號控制電路包括聲音信號采集電路、信號放大電路、光信號顯示電路和多諧振蕩電路。信號采集電路包括麥克風(fēng)，用于采集聲音信號，信號放大電路包括兩個運算放大器LM358，光信號顯示電路采用雙色發(fā)光二極管LEDl和LED2。多諧振蕩電路為以定時器為核心多諧振蕩器。
[0022]參見圖2為本實用新型的一種感音聲駐波演示裝置的電路原理圖。光信號控制電路包括麥克風(fēng)MIC、電容Cl和C2、電阻R0、RU R2、R3、R4、R5和R6，第一運算放大器、第二運算放大器、第一發(fā)光二極管LED1、第二發(fā)光二極管LED2、分路開關(guān)K和以定時器為核心的多諧振蕩電路。麥克風(fēng)MIC負極接地，正極與電阻RO相連接，RO與電源VCC相連接。麥克風(fēng)通過電容Cl、電阻R3與第一運算放大器的反向輸入端電連接，且通過麥克風(fēng)通過電阻Rl與第一運算放大器的正向輸入端電連接。麥克風(fēng)通過電容C2、電阻R5與第二運算放