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.

手持式机械示波器的制作及教学应用

声现象不容易被观察,尤其对初中阶段的学生来说,对事物的了解多来源于感性经验.因此对于声现象的教学,亟需更加直观、简明的现象以便于学生建立声和波的联系.笔者通过设计一种手持机械示波器(由激光模组、PVC水管弯头、亚克力反射镜片、气球、直流马达等简易器材手工制作而成),演示人声、蓝牙音箱等不同声源的振动波形,用于改进初中物理声现象教学.

原理直观的机械示波器

我们对音调的感觉，客观上决定于声源的振动频率．频率越大，音调越高；频率越小，音调越低．在高中物理教学中，一般是通过话筒用示波器来描绘不同频率的音又、琴弦的振动图象．由于示波器的结构复杂，操作较繁，因而在教学中介绍示波器原理时一般只是借助挂图讲解．学生往往感到抽象，难以将各按钮的调整与所对应的物理量的变化引起的电子束的偏转对应起来．因而不管是示波器原理的教学，还是使用示波器的实验以及用它来显示声音的振动图象，其实际效果是不理想的．