文档介绍：新型水波干涉仪
刘小兵梁维刚罗星凯(广西师范大学物理系广西桂林541004)
摘要:介绍了自制水波干涉仪的结构、原理、.
关键词:波发生器;机械波;演示装置
 
作为水波干涉演示实验所用的相干波源,要达到良好的演示效果,需要满足的主要条件有:
1)      两列波产生的过程直观,原理易于为学生所理解;
2)      能方便地调节波源的频率、振幅;
3)      性能稳定,工作可靠.
现有的水波干涉演示仪所用的相干波源有弹簧片振动式(分电机策动和电磁策动)、滴水式和断续气流式(用增氧泵产生气流)等,,我们利用低频扬声器及其驱动电路性能稳定,可长时间在低频率、大振幅情况下可靠工作的特点,设计制作了一新型气泵式相干波源.

相干波源主体由低频信号发生器及其功率放大器、, 经功率放大后驱动扬声器,其振膜的振动驱动泵箱内空气,并经两喷气管策动水面,形成相干波源(其基本结构如图1所示)。
图1 相干波源主体框图

专用信号发生器及放大器
本仪器所用的信号发生器为专门设计的低频正弦波发生器,功率放大器为音频集成功放,它们分别以集成电路μA741,TDA2030为核心,参考电路如图2(a)(b)“+”、“-”双直流电源,是为了配合现有的大部分学生电源均为单交流输出而设计的,其中2Ω/,电源部分也可用电源变压器及整流、滤波电路提供。
图2 信号发生器及放大器电路
扬声器及泵箱
扬声器采用“银笛YD131-724XS”(开有与扬声器口径等大的孔)软塑料密封垫圈和一块(开有两个直径8mm的出气孔),,内外径分别为4mm和8mm的硬塑料管插入两出气孔(一端与有机玻璃板平齐),并用万能胶粘牢、.
 
图3 扬声器及泵箱装配图
喷气管及喷头
喷气管采用直径8mm的输血胶管,一端与泵箱相连,另一端需加长约10cm,口径约2mm的喷头(可直接采用质地较硬的圆珠笔芯),两喷头的间距约为4~8cm,任意可调,,用一根长6cm,内外径分别为18mm和20mm的硬塑料管和另一根长6cm,内外径分别为16mm和18mm的硬塑料管组成一个两节伸缩式圆柱套管,然后把两喷头分别固定在该套管的两端(如图4所示)。
图4 喷气管及喷头
总装
将电路部分安装在一机箱内,频率调节旋钮、振幅调节旋钮和电源开关安装在箱体面板上,并引出电源线和扬声器连接线;喷气管与泵箱的连接