实施方案
[0017] 如图1所示,本实用新型包含信号发射器1,信号发射器1输出端与信号放大器2相连接,信号放大器输入输出端与分别示波器3输入输出端通过导线4相连,用于监测放大前后的电信号,信号放大器2输出端与换能器5 正负极相连;换能器顶部6上直接设有胶状信号传输层7,胶状信号传输层7上方设有容器8,容器内盛有一定厚/深度液体9,该实施例中的胶状信号传输层7直接作为容器8底部,也可以如图2所示,容器8底部自带底部,胶状信号传输层7位于容器8底部,或者是如图3所示,容器8底部宽度大于胶状信号传输层7宽度。
[0018] 基于上述装置,本实用新型的工作过程具体是:信号发射器1发出信号,信号发射器1与信号放大器2连接;放大器放大信号,信号放大器2两端与示波器3正负极相连;示波器3对信号频率、电压、波形进行监测并调制,使放大稳定的电信号传输至换能器5,换能器将电信号进行能量转化,并在通过换能器顶部6输出垂直激励下的信号波,传输至胶状信号传输层7,胶状信号传输层7可直接作用于液体9底部(或容器8自身底面),并经垂直液面方向的垂直波动与平行于液面方向的横向波动共同作用,在液体表面形成三维法拉第驻波;本实用新型采用胶状传导层直接作为容器底面,减少了能量在不同介质界面的转换次数,提高了能量传输效率,使形成的液面法拉第驻波结构更加稳定,便于演示观测和测量。
[0019] 所述信号发射器能够产生一定电压、频率信号的正弦型、余弦型、方形、三角形等波形。
[0020] 所述信号发射器发射频率范围为0.5Hz至超声波频率。
[0021] 所述换能器种类包含动圈式扬声器、磁式扬声器、静电扬声器、压电扬声器、离子扬声器等。
[0022] 所述胶状信号传输层用作容器底面或用于消除界面缝隙,可采用聚氨酯橡胶、硅酮胶(玻璃胶)、橡胶、矿脂等胶状材料。
[0023] 所述容器内液体需具有一定最小厚度,最小厚度依据容器结构参数、流体物性、以及激励信号强弱不同而不同。
[0024] 所述容器内产生法拉第驻波的液体须有一定粘度,粘度越大生法拉第驻波结构更稳定,常规液体如水、牛奶、油、墨水等。
[0025] 本实用新型能通过信号发射器调制不同的电信号频率和电压产生单峰、双峰、三峰、四峰、五峰、六峰、八峰等多种驻波模态。
[0026] 其中单峰的调制方法:信号发射器与放大器连接,放大器两端与示波器正负极相连,放大器与换能器正负极通过导线相连,在容器中添加1.3cm厚度的水,调节信号发射器参数为9.8Hz,24V,放大器将电压放大50倍,通过示波器确定放大前后信号波形、电压及其稳定度,在容器中央产生单峰法拉第驻波,调节信号发射器的频率和电压直到单峰结构稳定即可。
[0027] 双峰的调制方法:信号发射器与放大器连接,放大器两端与示波器正负极相连,放大器与换能器正负极通过导线相连,在容器中添加1.3cm厚度的水,调节信号发射器参数为10.8Hz,24V,放大器将电压放大50倍,通过示波器确定放大前后信号波形、电压及其稳定度,在容器中央产生双峰法拉第驻波,调节信号发射器的频率和电压直到双峰结构稳定即可。
[0028] 本实用新型能够生动形象地展示驻波现象,便于理解法拉第驻波形成原理,结构简单、操作方便、直观性强、趣味性高、丰富物理实验实践教学,可广泛应用于高校、中小学、及科技馆等实验教学与演示装置。