Измерение форм режима Chladni с помощью метода оптического рычага

Эта процедура может обеспечить четкий взгляд для определения формы режима Chladni с помощью метода оптического рычага. Предлагаемый метод является довольно простым подходом к количественному определению формы режима Chladni по очень низкой цене. Знание частичного дифференциального уравнения и метода конечного элемента имеет важное значение для успешного выполнения процедуры.

Для настройки системы вибрации приобрету две зеркальные акриловые пластины толщиной 1 мм диаметром 150 мм и диаметром 200 мм соответственно. Просверлите отверстие диаметром 3 мм в центре каждой пластины и отметте несколько точек каждые 5 мм вдоль произвольного радиуса. Прикрепите каждую пластину к приводной полосе вибратора с болтом в средней точке, и используйте генератор волновой формы для привода вибратора с синусовой волной.

Чтобы получить резонансную частоту, используйте лазерную ручку, чтобы перпендикулярно проецировать лазерный луч с расстояния 120 мм на вибрирующую пластину, так что луч отражается на световом экране 500 мм на расстоянии. Быстро переместите лазерную ручку вдоль направления перпендикулярно ее длине для сканирования по диаметру, в то время как генератор сигнала постоянно меняет свою частоту. Когда длина пятна значительно растягивается вдоль диаметра, а некоторые пятна практически без расширения появляются, начать сканирование определенного диапазона частот медленно, и определить частоту, с которой пятно расширяется наиболее очевидно.

Чтобы подготовить световой путь и систему измерения, поместите световой экран параллельно вибрирующей пластине, и отметь расстояние метровой линейкой. Затем, используя 500 мм в качестве стартового расстояния, поместите лазерную ручку, чтобы проецировать луч перпендикулярно на пластину, так что луч отражается на световом экране на расстоянии, убедившись, что ранее сделанный знак может быть отсканирован в то время как лазерная ручка движется. Чтобы получить экспериментальное измерение, включите генератор сигнала и установите частоту возбуждения на частоту резонанса, с которой пятно расширилось наиболее очевидно.

Интенсивность сигнала должна быть как можно меньше, как только световое пятно на световом экране достаточно большое, чтобы быть записанным. Отрегулируйте лазерную ручку так, чтобы точка инцидента совпала с первым маркером, то есть с ближайшим маркером к фиксированной точке пластины, и перемести экран с 500 мм до 1000 мм, измеряя длину пятна с экрана каждые 50 мм. Затем отрегулируйте лазерную ручку, чтобы сделать точку инцидента прилегающей к следующему маркеру, и повторите измерения от 500 мм до 1000 мм, как только что продемонстрировано.

Когда все точки инцидента были измерены, повторите измерение с акриловой пластиной следующего по величине диаметра. Частота возбуждения, которая может возбудить осьемметрический шаблон Chladni определяется через частоту радикальных испытаний. Большой диаметр пластины коррелирует с более высокой гибкостью пластины.

При соответствующей резонансной частоте может быть измерена и записана длина светового пятна на световом экране различных пластин. Сопоставление этих данных позволяет сравнивать формы режимов различных пластин. Наиболее важным аспектом этой процедуры является получение точных данных при измерении длины пятна, так как эти данные определяют точность всего эксперимента.

Этот метод также может быть использован для определения неоссимметрических форм режима в слове незначительные, чтобы алмазы проследить красоту chladni моделей.