波的干涉演示装置

杨星星

湖州师范学院 浙江 湖州 313000

曾经在中国专利文献CN 101059917 A公开了一种波的干涉和衍射实验装置的文章，文章讲述了该装置的基本原理及构造，其中包括水槽、弹性薄板及波源等。弹性薄板的两端固定在水槽的边缘，弹性薄板的下方固定有一个或一个以上的波源。该方案存在一定的缺陷，由于弹性薄板的两端固定在水槽的边缘，抖动效果不会明显，水波的产生效果不明显，实验现象有所欠佳。然而，我在一次偶然机会，吃过晚饭在河边散步，在一湖湾处发现不大的风力，存在湖里的两块石头之间让我产生了兴趣，这两块石头之间的某些区域产生了明显的干涉现象。好奇的我之后通过与有关物理方面的专家沟通和交流，进行多次的试验以及改进，最终形成了本案当中的主题波的干涉演示装置。

本实用新型装置的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种波的干涉演示装置，能产生较明显的干涉现象。为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

波的干涉演示装置，包括水槽，所述水槽包括进水口和出水口，水槽内设置有至少两个障碍物，障碍物在进水口的同一侧并排设置排列，障碍物的高度大于水槽的高度。

技术路线：本项目实用新型属于教学演示用具技术领域，特别涉及一种波的干涉演示装置和一种教学仪演示实验。本实用新型具有结构简单、制作简便、实验现象明显的优点，适合作教学课堂演示。

设计方案、实施步骤如下：

本实用新型所述的波的干涉演示装置，包括水槽、水槽固定于一支架上，呈直角三角形，水槽的出水口位于水槽的直角处，进水口位于水槽的其中一个锐角处。水槽内设置有至少两个障碍物，本实施例中有三个障碍物，障碍物在进水口的同一侧并排设置。障碍物位于水槽的中间区域，障碍物为圆柱体。障碍物的高度大于水槽的高度。障碍物在与水槽内的水面相交处的截面积大于10CM2，截面积过小则实验现象不够明显。相邻的障碍物之间的间距为2CM～8CM。障碍物与水槽的边缘之间的间距大于4CM。水槽内设置有水泵，进水口和出水口之间由导管连通，水泵将水槽内的清水从出水口引出后经由导管导入进水口。水槽在进水口处设置有引导片，引导片使导入进水口的清水不会正对着障碍物冲刷，使清水在障碍物处形成轻微的旋转效果。

实验演示时，开启水泵，使水槽内的清水从进水口向出水口流动，清水在障碍物的侧面流过后，同时会撞击三个障碍物，障碍物周围会产生完整的圆形波纹。本方案之所以能取得非常明显的实验现象，可能是由于水流的影响使障碍物周围形成了轻微的同向旋转，使某些区域的震动得到了加强，水波鼓起来的程度明显大于其他区域。相邻障碍物之间的区域，虽然理论上波纹震动的振幅也同样得到了叠加，可能是由于实验介质的原因，水波的正面相撞使震动有所减弱，实验现象不如用虚线框框出来的位置明显。

波的干涉演示装置技术领域，本实用新型属于教学演示用具技术领域，特别涉及一种波的干涉演示装置。

背景技术实用新型内容：

作为改进，所述障碍物在与水槽内的水面相交处的截面积大于10CM2。

作为改进，所述障碍物与其相邻的障碍物之间的间距为2CM～8CM。

作为改进，所述障碍物与所述水槽的边缘之间的间距大于4CM。

作为改进，所述障碍物为圆柱体。

作为进一步改进，所述水槽呈直角三角形，出水口位于水槽的直角处，进水口位于水槽的其中一个锐角处。

作为进一步改进，所述水槽在进水口处设置有引导片。

作为再进一步改进，所述水槽内设置有水泵，进水口和出水口之间由导管连通，水泵将水槽内的清水从出水口引出后导入进水口。

物理教学在普通中学较为重视，但在实验室教学中还存在着一些不尽如人意的地方。这主要是源自两个方面，一是认识上的偏差，二是投入上的不足，再加上其他一些客观因素的影响，使得物理演示实验的教学情况参差不齐。本项目针对物理波的干涉演示装置中的一些问题展开研究，在相关物理教学演示实验中是非常有必要的。自制实验仪器设备的方案(技术路线、设计方案、实施步骤、进度安排、预期目标、已备条件、可能存在的技术风险)。

本实用新型具有结构简单、制作简便、实验现象明显的优点，适合作教学课堂演示。