楊星星

湖州師范學(xué)院 浙江 湖州 313000

曾經(jīng)在中國(guó)專利文獻(xiàn)CN 101059917 A公開了一種波的干涉和衍射實(shí)驗(yàn)裝置的文章，文章講述了該裝置的基本原理及構(gòu)造，其中包括水槽、彈性薄板及波源等。彈性薄板的兩端固定在水槽的邊緣，彈性薄板的下方固定有一個(gè)或一個(gè)以上的波源。該方案存在一定的缺陷，由于彈性薄板的兩端固定在水槽的邊緣，抖動(dòng)效果不會(huì)明顯，水波的產(chǎn)生效果不明顯，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有所欠佳。然而，我在一次偶然機(jī)會(huì)，吃過晚飯?jiān)诤舆吷⒉剑谝缓程幇l(fā)現(xiàn)不大的風(fēng)力，存在湖里的兩塊石頭之間讓我產(chǎn)生了興趣，這兩塊石頭之間的某些區(qū)域產(chǎn)生了明顯的干涉現(xiàn)象。好奇的我之后通過與有關(guān)物理方面的專家溝通和交流，進(jìn)行多次的試驗(yàn)以及改進(jìn)，最終形成了本案當(dāng)中的主題波的干涉演示裝置。

本實(shí)用新型裝置的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種波的干涉演示裝置，能產(chǎn)生較明顯的干涉現(xiàn)象。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：

波的干涉演示裝置，包括水槽，所述水槽包括進(jìn)水口和出水口，水槽內(nèi)設(shè)置有至少兩個(gè)障礙物，障礙物在進(jìn)水口的同一側(cè)并排設(shè)置排列，障礙物的高度大于水槽的高度。

技術(shù)路線：本項(xiàng)目實(shí)用新型屬于教學(xué)演示用具技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種波的干涉演示裝置和一種教學(xué)儀演示實(shí)驗(yàn)。本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制作簡(jiǎn)便、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯的優(yōu)點(diǎn)，適合作教學(xué)課堂演示。

設(shè)計(jì)方案、實(shí)施步驟如下：

本實(shí)用新型所述的波的干涉演示裝置，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處，進(jìn)水口位于水槽的其中一個(gè)銳角處。水槽內(nèi)設(shè)置有至少兩個(gè)障礙物，本實(shí)施例中有三個(gè)障礙物，障礙物在進(jìn)水口的同一側(cè)并排設(shè)置。障礙物位于水槽的中間區(qū)域，障礙物為圓柱體。障礙物的高度大于水槽的高度。障礙物在與水槽內(nèi)的水面相交處的截面積大于10CM2，截面積過小則實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不夠明顯。相鄰的障礙物之間的間距為2CM～8CM。障礙物與水槽的邊緣之間的間距大于4CM。水槽內(nèi)設(shè)置有水泵，進(jìn)水口和出水口之間由導(dǎo)管連通，水泵將水槽內(nèi)的清水從出水口引出后經(jīng)由導(dǎo)管導(dǎo)入進(jìn)水口。水槽在進(jìn)水口處設(shè)置有引導(dǎo)片，引導(dǎo)片使導(dǎo)入進(jìn)水口的清水不會(huì)正對(duì)著障礙物沖刷，使清水在障礙物處形成輕微的旋轉(zhuǎn)效果。

實(shí)驗(yàn)演示時(shí)，開啟水泵，使水槽內(nèi)的清水從進(jìn)水口向出水口流動(dòng)，清水在障礙物的側(cè)面流過后，同時(shí)會(huì)撞擊三個(gè)障礙物，障礙物周圍會(huì)產(chǎn)生完整的圓形波紋。本方案之所以能取得非常明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，可能是由于水流的影響使障礙物周圍形成了輕微的同向旋轉(zhuǎn)，使某些區(qū)域的震動(dòng)得到了加強(qiáng)，水波鼓起來的程度明顯大于其他區(qū)域。相鄰障礙物之間的區(qū)域，雖然理論上波紋震動(dòng)的振幅也同樣得到了疊加，可能是由于實(shí)驗(yàn)介質(zhì)的原因，水波的正面相撞使震動(dòng)有所減弱，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不如用虛線框框出來的位置明顯。

波的干涉演示裝置技術(shù)領(lǐng)域，本實(shí)用新型屬于教學(xué)演示用具技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種波的干涉演示裝置。

背景技術(shù)實(shí)用新型內(nèi)容：

作為改進(jìn)，所述障礙物在與水槽內(nèi)的水面相交處的截面積大于10CM2。

作為改進(jìn)，所述障礙物與其相鄰的障礙物之間的間距為2CM～8CM。

作為改進(jìn)，所述障礙物與所述水槽的邊緣之間的間距大于4CM。

作為改進(jìn)，所述障礙物為圓柱體。

作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述水槽呈直角三角形，出水口位于水槽的直角處，進(jìn)水口位于水槽的其中一個(gè)銳角處。

作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述水槽在進(jìn)水口處設(shè)置有引導(dǎo)片。

作為再進(jìn)一步改進(jìn)，所述水槽內(nèi)設(shè)置有水泵，進(jìn)水口和出水口之間由導(dǎo)管連通，水泵將水槽內(nèi)的清水從出水口引出后導(dǎo)入進(jìn)水口。

物理教學(xué)在普通中學(xué)較為重視，但在實(shí)驗(yàn)室教學(xué)中還存在著一些不盡如人意的地方。這主要是源自兩個(gè)方面，一是認(rèn)識(shí)上的偏差，二是投入上的不足，再加上其他一些客觀因素的影響，使得物理演示實(shí)驗(yàn)的教學(xué)情況參差不齊。本項(xiàng)目針對(duì)物理波的干涉演示裝置中的一些問題展開研究，在相關(guān)物理教學(xué)演示實(shí)驗(yàn)中是非常有必要的。自制實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備的方案(技術(shù)路線、設(shè)計(jì)方案、實(shí)施步驟、進(jìn)度安排、預(yù)期目標(biāo)、已備條件、可能存在的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn))。

本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制作簡(jiǎn)便、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯的優(yōu)點(diǎn)，適合作教學(xué)課堂演示。