二维时空描迹仪制造技术

一种二维时空描迹仪，包括一个具有正面板工作面的便携式箱体；一个箱体前盖板，一个电火花描迹电源，一个具有电极的运动体，电火花电源电连接；附着于箱体正面板工作面上的墨粉纸和白纸，其特征在于：箱体前盖板采用导电玻璃，运动体加装了滚动装置。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术是一种二维时空描迹仪，属于高中物理教学仪器。本技术的技术方案如下一种二维时空描迹仪，包括一个具有正面板工作面的便携式箱体；一个箱体前盖板，一个电火花描迹电源，能够产生一种或多种固定频率的单向高压微小电流脉冲；一个具有电极的运动体，与上述电火花电源电连接；附着于箱体正面板工作面上的墨粉纸和白纸，当所述运动体在运动时，其上的电极会在所述箱体前盖板及正面板平行电极板之间发生放电，通过墨粉纸并在白纸上留下痕迹，其中箱体前盖板采用导电玻璃。较优的方案中运动体加装了滚动装置。较优的方案中运动体带有自动弹出电极。较优的方案中便携式箱体为座种式。较优的方案中增加自动输出白纸的卷纸机，并置于箱体底座盒体内。较优的方案中还设有长轨道和短轨道的两个弹簧枪，所述运动体能够分别在长轨道和短轨道的两个弹簧枪的作用下，做无自转的抛体运动，并增加一个带导向装置。较优的方案中所述运动体能在向心力作用下绕固定轴转动，其上放电针构成了电极。较优的方案中所述运动体为一种外绝缘内金属杆摆，其上的摆放电针构成了电极。较优的方案中所述运动体为坠体，在重力作用下放电针在箱体正面板与前盖板平行电极板之间发生放电。较优的方案中箱体前盖板采用钢化单面导电玻璃作电极，厚度L≥4mm，电阻≤30欧/cm2以内导电层周边用软、硬双层低电阻率金属箔，导电胶镶嵌，外加绝缘塑胶包边。较优的方案中机顶上部设有气泡水平仪，在弹簧枪的活动枪杆上设有刻度尺，在斜抛装枪耳上设有角度尺，在机顶杆摆电连接接头上增加了防触电盖。本技术的优点它有一个座钟式箱体，结构重心稳，还有弹簧枪，多种不同质量、构造、用途的抛体、坠体、向心力转动体，杆摆、卷纸机等部件，可做多种力学实验运动，箱体前盖板为导电玻璃，与箱体竖直工作面，水平工作面或水平放置工作面，形成精度很高的平行板电极，并利用电火花描迹电源，施加单向高压脉冲，产生电火花放电，在二维时空中描绘各种运动的轨迹，并记录在平面纸上，本仪器描迹图点与点之间，点迹大小清晰均匀，落位准确，实验精度高。本技术结构紧奏，操作筒便，安全，性能价格比高，节省教学时间。(16)频率调节(21)点开开关(17)指示灯 (22)杆摆电连接接头(18)点迹调节(23)气泡水平仪(19)卷纸机上滚筒(24)高压插座(20)卷纸机电源描迹电源开关 (25)高压插头B、主机底座盒体仰视图(26)电火花描迹电源 (27)卷纸机电源(28)卷纸机下滚筒(29)卷纸机变速箱(30)操作控制板 (31)电源线入孔(32)电源总开关 (33)高电包图三 A、主机前盖板结构图B、主机后盖板图图四 弹簧发射枪A、弹簧枪结构图(34)轨道(35)紧固螺孔(36)发射枪杆(37)弹簧(38)枪膛B、长轨道弹簧枪(39)长轨道C、短轨道弹簧枪(40)螺杆(41)蝶形螺母D、活动位移枪杆(42)刻度尺 (43)枪杆挂钩(44)铁心(电磁铁)(45)线圈(46)弹簧枪电插头E、游尺图五 运动体A、铜质，作平抛用(47)滚轮(48)放电针B、铜质 作弹性碰撞用(49)弹簧C、作非弹性碰撞用 D、作非弹性碰撞用(50)导向套E、作弹性碰撞用(51)自动弹出放电针图六 向心力转动体(52)细长横轴 (57)平面轴承(53)转动平衡滚子 (58)滚子滚珠(54)转动主轴 (59)放电针(55)转动横轴滚子(56)弹簧图七 杆摆(60)摆锤 (63)电接头螺钉(61)放电针 (64)调节平衡螺钉(62)摆杆 (65)杠杆图八 坠体(66)坠体吸头(铁质) (67)坠体主体(铜质)(68)放电针图九 主机内包装泡沫盒图十 平抛操作图图十一 斜抛操作图图十二 非弹性碰撞操作图图十三 弹性碰撞操作图图十四 向心力操作图图十五 自由落体操作图图十六 简谐振动实验操作图图十七 杆摆实验操作图图十八 冲击摆实验操作图下面结合实施例和附图说明详细说明本技术 本技术的前盖板9采用钢化单面导电玻璃作电极前盖板，厚度L≥4mm，电阻≤30欧/cm2以内导电层周边用软、硬双层低电阻率金属箔，导电胶镶嵌，外加绝缘塑胶包边。这样就完全能使正面板10与前盖板9之间形成一个精度很高的平行板电极，运动体的放电针在其间运动时与两平行电极板距离均等，使描迹图点点之间，点迹大小清晰均匀，落位准确，实验精度高；实验操作时声，相并茂，尚心悦目，既提高了性能，又改进了外观。本技术对已有技术的部分改进总体方案有两个。第一方案是增加了一支长式轨道弹簧枪，增加了两个特殊构造的抛体，增加了一个自动卷纸机，增加了一个坠体。第二方案是改造改进将所有五个抛体由原来在弹簧枪作用下的轨道“滑行”改造成轨道“滚行”，将向心力固定转轴轴套13加装了平面轴承14，将细长横轴上的“滑块”滑动，改成“滚珠”滚动。本技术改进之一是研究碰撞实验。碰撞实验包括完全非弹性碰撞和弹性碰撞两种，主要是用以验证动能守恒定律。目前国内使用的二维空间一时间描迹仪对此两个实验分别作了表述，其最大弱点有二；一是在理论上没有考虑到弹簧枪所使用的弹簧作抛体运动动力时由于弹簧自身的不稳定性加上其在伸缩过程中受到枪膛(图四A)内壁，枪杆外壁的摩擦力影响，这个“抛体动力”就是一个“变量”，每一次发射，严格地说其“动力”是不同的。二是在实践上没有解决抛体自转滚动动能对平动动能的影响。完全非弹性碰撞，按照已有技术，非弹性碰撞实验分两次动作描迹，得出碰前和碰后两张描迹图，尽管它强调了两次动作枪杆位移保持不变，但因上述所分析到的弹簧枪多次发射的“动力”是个“变量”，这必然引起此实验的两次描迹图是不科学的，其所测数据是无法用来准确验证动量守恒定律的。说具体一点，就是在不进行“碰撞”的情况下，枪杆位移在同一位置等同条件下作前后两次平抛描迹，其前后两次描迹点也不可能重合，这就是“弹簧作动力”“变量”的影响，更何况在第二次发射时，描迹图是在发生了碰撞这一状态下所产生的，因此前后两次发射所得的两张描迹图是不能相提并论的，就是没有统一性。其所得数据也就失去了可利用计算的意义。其次，从实践上看，尽管已有描迹仪强调了在被碰撞运动体上粘上橡皮泥，以防其在空间运动中自转产生滚动动能对平动动能的影响，但事实上这种做法是无法解决这一关键性问题的，实践的结果是主动体与被动体碰撞这一瞬间运动体没能成为一个系统在空间运动，而是主动体的放电针瞬即改变了与两平行电极板的垂直状态，使描迹失败。碰撞后的描迹图是得不到的。本技术采取增加一支长轨道簧枪，增加一个带导向带滚动装置的运动体见仪器布置图十二，把滚动主动体放在弹簧枪发射杆顶端，把带导向带滚动装置的运动体放在长轨道枪右端轨道右端点里10mm处，调节活动枪杆位移，使其在12mm处，并检查调整好主动体放电针与两平行电极板间的距离，约2mm，同步发射描迹见图十二右。从效果图上可知图的左边部分点稀且少，图的右边点蜜且多，很明显左边是碰前描迹，右边是碰后描迹。一张描迹图，即一次发射，记录了碰前和碰后两个运动体所组成的系统的时空信息。从根本上解决了弹簧枪两次发射“动力变量”这一关键问题，因为有导向装置，使两运动体碰撞一瞬即导向粘连成了一个系统，运动体放电针依然保持碰前与两平行电极板的垂直状态，也从根本上解决了滚动动能对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黎璟云，黎凡，
申请(专利权)人：黎凡，
类型：实用新型
国别省市：