专利名称：电磁波的干涉、衍射和偏振演示器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种课堂物理实验演示器领域，尤其是涉及电磁波的干涉、衍射和偏振演示器。
背景技术：
电磁波的干涉、衍射和偏振演示器是为配合物理教材中电磁振荡与电磁波的教学内容设计生产的。该仪器可以演示电磁波的发送和接收，调制、电谐振、调谐及电磁波的波动特性。但是目前市场上的该类演示器采用整体设计，教师在组织实验时其组装操作不够灵活，且显示形式比较单一，难以同时进行定性演示实验和定量测试，演示电磁波特性的直观性较弱。本实用新型为了克服上述缺陷，进行了有益的改进。
实用新型内容本实用新型的目的在于解决现有技术中的上述不足，提供了一种电磁波的干涉、 衍射和偏振演示器。为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案一种电磁波的干涉、衍射和偏振演示器，其由发射器、接收器、振子接收器及附件组成，其特殊之处在于所述的发射器包括发射器面板、发射器机箱主体、发射器后盖和发射天线，发射器后盖和发射器机箱主体通过螺钉连接在一起，在发射器机箱内设置有发射线路板、扬声器和发射调谐盒，发射线路板上连接有隔离变压器一，发射天线设置在发射器机箱的侧面，且发射天线和发射调谐盒固定连接；所述的接收器包括接收器面板、接收器机箱主体、接收器后盖和接收天线，接收器机箱主体和接收器后盖通过螺钉连接，在接收器机箱内设置有接收线路板、扬声器和接收调谐盒，接收线路板上连接有隔离变压器二，接收天线和发射天线相对设置，且接收天线和接收调谐盒固定连接；所述的振子接收器上设置有输出插孔；同时，该演示器还包括大反射板、小反射板、石蜡棱镜、木质折射体和木质吸收体；进一步地，所述的发射器和接收器侧面设有开口，开口内嵌有220V安全插座，所述的发射器面板粘接在发射器机箱上，所述的接收器面板粘接在接收器机箱上，所述的发射器面板和接收器面板均为PVC不干胶面板，所述的发射器和接收器底部各设有四个橡胶底脚；进一步地，所述的发射天线和接收天线均呈喇叭状，以便更好的发送和接收信号；进一步地，所述的发射器面板设置有仪器工作指示灯、电源开关、工作状态转换开关、工作指示灯、扬声器输出插孔、差频信号输出插孔、外调信号插孔和仪器电源连接线插座；进一步地，所述的接收器面板设置有仪器工作指示灯、电源开关、信号指示灯、扬声器开关、扬声器指示灯、放大器增益旋钮、放大器输入插孔、放大后信号输出插孔和仪器电源连接线插座，其中信号指示灯由三十只发光二极管组成；进一步地，所述的振子接收器顶端安装有接收振子，中间固定有检波二极管；同时还设置有固定振子的透明支柱和底座。本实用新型的有益效果电磁波的干涉、衍射、偏振演示器由体效应管振荡发射器、喇叭接收器、振子接收器及附件组成，在发射器和接收器安装有扬声器和指示灯，整套仪器采用组合形式，教师可以根据教学需要灵活地组织实验。仪器采用声、光、电表指示多种形式进行显示，演示现象直观性强、明显、生动、可见度大，能作定性演示实验，也能作定量测试，适合中学生、中专及大专学校课堂演示及学生分组实验使用。
图1是本实用新型的一个实施例的结构爆炸图。附图标记1.发射器机箱主体；2.隔离变压器一 ；3.橡胶底脚；4. 220V安全插座； 5.发射器后盖；6.发射调谐盒；7.发射线路板；8.发射天线；9.振子接收器；10.发射器面板；11.隔离变压器二 ； 12.放大器增益旋钮；13.接收器面板；14.接收器机箱主体；15.接收线路板；16.接收调谐盒；17.接收天线；18.接收器后盖。
具体实施方式
以下结合附图与实施例对本实用新型作进一步的说明。本实用新型的实施例参考图1所示，一种电磁波的干涉、衍射和偏振演示器，其由发射器、接收器、振子接收器9及附件组成，其特殊之处在于所述的发射器包括发射器面板10、发射器机箱主体1、发射器后盖5和发射天线8，发射器后盖5和发射器机箱主体1 通过螺钉连接在一起，在发射器机箱内设置有发射线路板7、扬声器和发射调谐盒6，发射线路板7上连接有隔离变压器一 2，发射天线8设置在发射器机箱的侧面，且发射天线8和发射调谐盒6固定连接；所述的接收器包括接收器面板10、接收器机箱主体14、接收器后盖 18和接收天线，接收器机箱主体14和接收器后盖18通过螺钉连接，在接收器机箱内设置有接收线路板15、扬声器和接收调谐盒16，接收线路板15上连接有隔离变压器二 11，接收天线17和发射天线8相对设置，且接收天线17和接收调谐盒16固定连接；所述的振子接收器9上设置有输出插孔；同时，该演示器还包括大反射板、小反射板、石蜡棱镜、木质折射体和木质吸收体。所述的发射器和接收器侧面设有开口，开口内嵌有220V安全插座4，所述的发射器面板10粘接在发射器机箱上，所述的接收器面板13粘接在接收器机箱上，所述的发射器面板10和接收器面板13均为PVC不干胶面板，所述的发射器和接收器底部各设有四个橡胶底脚3 ；发射天线8和接收天线17均呈喇叭状，以便更好的发送和接收信号。所述的发射器面板10设置有仪器工作指示灯、电源开关、工作状态转换开关、工作指示灯、扬声器输出插孔、差频信号输出插孔、外调信号插孔和仪器电源连接线插座；所述的接收器面板13 设置有仪器工作指示灯、电源开关、信号指示灯、扬声器开关、扬声器指示灯、放大器增益旋钮、放大器输入插孔、放大后信号输出插孔和仪器电源连接线插座，其中信号指示灯由三十只发光二极管组成，振子接收器9顶端安装有接收振子，中间固定有检波二极管；同时还设置有固定振子的透明支柱和底座。电磁波的传播——微波通信原理将发射器和喇叭天线接收器按直线放置，两天线互相对准，距离为lm。先接通接收器电源，将增益电位器顺时针转到底，扬声器开关置 “开”，此时由于发射器没有发射电磁波，接收器接收不到微波信号，因此没有任何光及声的指示。将发射器等幅工作状态开关置“等幅”档，接通电源，发射器发射出电磁波，接收器接收到后，其面板上发光二极管即发光。由于此时发射器发射的是等幅波，检波后直流信号， 只能驱动发光二极管发光，不能推动扬声器发声。如果将发射器工作状态开关置“ΙΚΗζ”， “断续”或“音乐”档，接收器收到经音频信号调幅的电磁波，扬声器发出了音频信号。如用 1. !连接电缆将0.25W8Q扬声器接入发送器扬声器插孔。需要进行外调输入插孔输入外调信号，并将工作状态开关置“外调”。发射器的使用将发射器电源连接线插入220V电源插座，打开面板前电源开关， 指示灯发光，表示发射器已通电工作，按喇叭天线针对方向发射出三厘米波段电磁波信号。 当接收器用扬声器发音指示接收信号时，可将等幅工作状态开关置“ΙΚΗζ”，“断续”或“音乐”档。当接收器用发光二极管指示接收信号时，可将等幅调幅工作状态开关置“等幅”或 “ΙΚΗζ，。当接收器用外接电压表作指示，以及做多普勒效应实验时，等幅调幅工作状态应当置“等幅”档。接收器的使用发射器发射的三厘米波段电磁波信号，可以根据实验的需要用喇叭天线接收器接收，也可以用振子接收器接收。用喇叭天线接收器时，将其电源连接线插入交流220V电源插座，打开面板前电源开关，指示灯发光，表示接收器已通电工作，将接收器喇叭天线对准发射喇叭天线，即可接收到电磁波信号。如果接收的是调幅波信号，将扬声器开关置“开”，机内扬声器即发出声音，声音的大小可调节增益旋钮控制。如用发光二极管或外接电压表作指示，则将扬声器开关置“关”。当发光二极管指示时，一般应在接收信号最强的情况下，调增益旋钮使刚好为三十只发光二极管全部发光。接收信号减弱时，发光二极管发光数正比减少。当外接电压表作指示时，可用1.ail连接电缆将仪器输出插孔的信号接到0 IOV直流电压表或具有0 IOV直流电压档的万用表。电磁波的透射与吸收将发射器工作状态开关置“等幅”档。调接收器增益旋钮， 使三十只发光二极管刚好全部发光。将序号10吸收体放置在发射器喇叭天线前50 80cm 处，宽面垂直电波传播方向，其下可垫底号9折射体。此时发光二级管有数只熄灭，表示电磁波透射过折射体，但吸收了部分能量，使接收到信号减弱。如将1 2mm厚薄塑料板代替吸收体，则三十只发光二极管都可以用外接直流电压表作指示。此时发射器工作状态置“等幅”档。外接电压表用1. an连接电缆接到接收器输出插孔，调增益旋钮，使电压表指示为 0 3V，然后观察吸收体引入时电压表下降值。电磁波的偏振将发射器工作状态开关置“等幅”档，调接收器增益旋钮，使三十只发光二极管全部发光。然后将接收器转动90°，面板朝上，其下可垫折射体。此时接收器发光二极管全部熄灭。这是由于发射体喇叭天线与接收喇叭天线互相垂直，故接收不到电磁波信号。实验也可用外接电压表作指示，正常接收时将电表调到UO = 0 3V，然后转动接收器为a角，则此时电压表的指示值接近UO cos α 0，如果α角为90°，则UO cos α 0 = 0，电压表指示也为零。转动时要保持两喇叭天线中心一致。电磁波的反射布置连接仪器，将发射器工作状态开关置“等幅”或“ ΙΚΗζ”档，大
5反射板角度调到α = β时，接收器接收到反射电磁波信号，发光二极管有数只发光，当大反射板转动到α Φ β时，由于接收器接收不到电磁波信号，发光二极管全部熄灭。将大反射板移去，接收器也接收不到电磁波信号。以上实验也可用外接电压表作指示，或用扬声器音频声指示。用扬声器音频声指示时，接收不到电磁波情况下扬声器发音明显降低，但可能还有极轻微音频声，这是由于接收器接收室内散射信号形成的电磁波的折射电磁波由一种介质进入另一种介质时，由于二者的介电常数不同， 会产生折射现象。利用石腊棱镜可以进行实验。利用石腊棱镜的折射镜收到电磁波信号， 如将石腊棱镜移去，接收器就接收不到信号，或只能接收到极微弱的信号。实验时石腊棱镜可以用折射体衬垫，使其高度和喇叭天线相等。接收信号可以用发光二极管指示或外接电压表指示，也可用扬声器音频声指示。木质折射体也可以做电磁波折射试验，并测量木块的折射率。在实验桌上垫上白纸，画出电磁波的入射角为α =45°。用振子天线沿着折射体移动，如测出A点接收信号最强，A点画出折射角β，则可求得木块折射率为η = sin α/sin β。测试时接收信号用外接电压表作指示。折射体可用石腊棱镜垫高。做这个实验必须极其仔细，并在没有外界干扰条件下才能测准。电磁波的干涉如果存在两个相干的振荡发射体，发射体之间有一定距离，则它们发射的电磁波就会产生干涉现象。我们在实验中只使用一个发射器，并用反射的方法产生另一个相干的发射器，以形成电磁波的干涉。实验时，振子接收器接收到的信号应连接到喇叭天线接收器进行放大，用发光二极管或外接电表指示，移动振子接收器，可以观察到由发射器直射波与大反射板反射波的相互干涉而形成的信号强弱变化。电磁波的衍射当一个物体放在电磁传播途中，就会引起部分电磁波传播方向的弯曲，这种现象称为衍射。用本演示器可以进行单边衍射实验。还可以做由于衍射而形成的干涉实验，如单缝衍射、双缝衍射等，单边衍射实验振子接收器在大反射板后沿着圆弧移动，仍可接收到电磁波信号，则证明衍射的存在。以上所述实施方式仅表达了本实用新型的一种实施方式，但并不能因此而理解为对本实用新型范围的限制。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种电磁波的干涉、衍射和偏振演示器，其由发射器、接收器、振子接收器及附件组成，其特征在于所述的发射器包括发射器面板、发射器机箱主体、发射器后盖和发射天线， 发射器后盖和发射器机箱主体通过螺钉连接在一起，在发射器机箱内设置有发射线路板、 扬声器和发射调谐盒，发射线路板上连接有隔离变压器一，发射天线设置在发射器机箱的侧面，且发射天线和发射调谐盒固定连接；所述的接收器包括接收器面板、接收器机箱主体、接收器后盖和接收天线，接收器机箱主体和接收器后盖通过螺钉连接，在接收器机箱内设置有接收线路板、扬声器和接收调谐盒，接收线路板上连接有隔离变压器二，接收天线和发射天线相对设置，且接收天线和接收调谐盒固定连接；所述的振子接收器上设置有输出插孔；同时，该演示器还包括大反射板、小反射板、石蜡棱镜、木质折射体和木质吸收体。
2.根据权利要求1所述的一种电磁波的干涉、衍射和偏振演示器，其特征在于所述的发射器和接收器侧面设有开口，开口内嵌有220V安全插座，所述的发射器面板粘接在发射器机箱上，所述的接收器面板粘接在接收器机箱上，所述的发射器面板和接收器面板均为 PVC不干胶面板，所述的发射器和接收器底部各设有四个橡胶底脚。
3.根据权利要求1所述的一种电磁波的干涉、衍射和偏振演示器，其特征在于所述的发射天线和接收天线均呈喇叭状。
4.根据权利要求1所述的一种电磁波的干涉、衍射和偏振演示器，其特征在于所述的发射器面板设置有仪器工作指示灯、电源开关、工作状态转换开关、工作指示灯、扬声器输出插孔、差频信号输出插孔、外调信号插孔和仪器电源连接线插座。
5.根据权利要求1所述的一种电磁波的干涉、衍射和偏振演示器，其特征在于所述的接收器面板设置有仪器工作指示灯、电源开关、信号指示灯、扬声器开关、扬声器指示灯、放大器增益旋钮、放大器输入插孔、放大后信号输出插孔和仪器电源连接线插座，其中信号指示灯由三十只发光二极管组成。
6.根据权利要求1所述的一种电磁波的干涉、衍射和偏振演示器，其特征在于所述的振子接收器顶端安装有接收振子，中间固定有检波二极管；同时还设置有固定振子的透明支柱和底座。
专利摘要本实用新型公开一种电磁波的干涉、衍射和偏振演示器，其由发射器、接收器、振子接收器及附件组成，所述的发射器包括发射器面板、发射器机箱主体、发射器后盖和发射天线，在发射器机箱内设置有发射线路板、扬声器和发射调谐盒，发射线路板上连接有隔离变压器一，发射天线设置在发射器机箱的侧面，且发射天线和发射调谐盒固定连接；所述的接收器包括接收器面板、接收器机箱主体、接收器后盖和接收天线，在接收器机箱内设置有接收线路板、扬声器和接收调谐盒，接收天线和发射天线相对设置，且接收天线和接收调谐盒固定连接；在发射器和接收器安装有扬声器和指示灯，整套仪器采用组合形式，教师可以根据教学需要灵活地组织实验。仪器采用声、光、电表指示多种形式进行显示，演示现象直观性强、明显、度大，适合中学生、中专及大专学校课堂演示及学生分组实验使用。
文档编号G09B23/18GK202268114SQ20112028496
公开日2012年6月6日 申请日期2011年8月8日 优先权日2011年8月8日
发明者鲁立军 申请人:鲁立军