ПРИБОР ДЛЯ ДЕМОНСТРАЦИИ СЛОЖЕНИЯ КОЛЕБАНИЙ НА ЭКРАНЕ Советский патент 1950 года по МПК G01L19/08 

Описываемый прибор для демонстрации сложения, колебаний тел на экране благодаря применению двух, движущихся возвратно-вращательно валов, взаимодействующих с эксцентриками, укрепленными на валу электродвигателя, и источника света с системой зеркал, расположенных, на обоих валах, отражающих лучи и передающих их далее на экран, дает возможность наглядного познания явлений.

На фиг. 1 схематически изображен общий вид прибора; на фиг. 2 - эксцентрик и рычаги прибора сбоку, на фиг. 3 - вариант того же прибора с дифференциальной зубчатой передачей.

На двух параллельных валах 1, закрепленных на центрах 2, имеющих возвратно-вращательные движения благодаря эксцентриковым шайбам 3, сидящим на валу 4 электродвигателя и рычага 5, укреплено восемь зеркал а, в, с, г, и а′, в′, с′, г′ размером, 5×5 мм. Зеркала обозначенные X, жестко связаны с осями и перемещаются с ними, тогда как другие зеркала находятся в той же плоскости, в колебательном движении не участвуют.

Осветитель 6 дает четыре параллельных луча, падающих на зеркала первого вала. Если проследить ход каждого луча в отдельности, то можно получить картину работы всего прибора. Луч А, падая на зеркало а, находящееся в колебательном движении, отразится на зеркало а′, которое неподвижно, а затем, отразившись от него, попадает на зеркальный барабан развертки и на экран. В результате на экране получается запись колебания только одного вала оси. Луч же В, попав на неподвижное зеркало в отразится от него, попадет на зеркало в′, находящееся в колебательном движении, а затем посредством зеркального барабана развертки даст запись колебательного движения второго вала. Поворачивая эксцентриковые шайбы одну относительно другой, можно синусоидальные кривые на экране сдвигать друг относительно друга по фазе.

Если проследить теперь ход луча С, то он дает на экране запись колебания, равного сумме двух исходных колебаний обоих валов. Четвертый луч Г служит для задания на экране нулевой линии.

Абсолютная одинаковость хода всех лучей дает на экране картину, лишенную каких-либо искажений.

Для изменения амплитуды одного из колебаний рычаг 5 переводится на соседнюю эксцентриковую шайбу 7 с меньшим смещением центра.

Для демонстрации более сложных колебаний описанная схема прибора дополняется дифференциальной системой, состоящей из четырех конических (или цилиндрических) шестерен 8, 8′, 9, 9′ (фиг. 3), где эксцентриковая шайба 3 и связанная с ней шестеренка 8 наглухо посажена на ось электродвигателя, а эксцентриковая шайба 3′ и жестко соединенная с ней шестеренка 8′ имеет скользящую посадку на ось электродвигателя. Шайба вращается при помощи шестерен 9, 9′, сидящих на крестовине 10, закрепленной в корончатом венце 11. Если корончатый венец 11 неподвижен. то обе шайбы будут вращаться с одинаковой скоростью, но в разные стороны. Если же корончатый венец 11 посредством червяка 12 повернуть на некоторый угол, то вместе с ним повернется и крестовина 10, а следовательно, и оба эксцентрика, продолжая вращаться с прежней скоростью, сместятся друг относительно друга, т.е. произойдет изменение сдвига фазы двух колебаний без останова работы прибора.

Постоянное вращение червяка 12 создает постоянную разность скоростей вращения эксцентриковых шайб, и на экране получается запись двух основных колебаний с разными частотами и их сумма кривая биений.

Для большей стабильности картины на экране зеркальный барабан развертки можно механически связать с электродвигателем для того, чтобы его скорость была синхронной относительно последнего.

Для демонстрации перпендикулярных колебаний достаточно одну из осей повернуть на 90° относительно другой и убрать зеркальную развертку, не внося каких-либо изменений в самую конструкцию.

1. Прибор для демонстрации сложения колебаний на экране, отличающийся тем, что он выполнен в виде двух валов, приводимых в возвратно-вращательное движение при помощи посаженных на них рычагов, взаимодействующих с вращающимися эксцентриками, укрепленными на валу электродвигателя, и источника света, подающего нормальные лучи на зеркало, расположенное на одном из валов, которое отражает луч на зеркало, расположенное на другом валу, и далее на экран, причем каждое зеркало в зависимости от желания получения различных комбинаций колебаний на экране может быть укреплено на валу или посажено на нем свободно.

2. Форма выполнения прибора по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью получения различных комбинаций колебаний на экране применены четыре пары зеркал.