Реклама:

Целью этого проекта является воспроизведение некоторых фигур Лиссажу на экране, стене или других гладких поверхностях при помощи лазерного луча. Изящные формы фигур Лиссажу и изменение их форм, размеров и других характеристик позволяет найти им очень интересные сферы применения, такие как декоративное искусство, научные выставки, иллюстрации или даже изучение физики.

Проект основного варианта очень прост и включает в себя использование недорогого лазерного пера или лазерных модулей, которые получают питание от батареек.

Само собой разумеется, что читатель может выбирать, следовать ли ему нашим предложениям для усовершенствования проекта.

Проект состоит из электронной схемы для управления движением лазерного луча, генерирующей сигналы, которые превращаются в фигуры Лиссажу, и механической части для манипулирования зеркалами, поэтому может быть признан механотронным. На рис. 3.10.1 показаны некоторые фигуры, которые могут быть созданы с помощью простого лазерного пера.

Брага Н. Создание роботов в домашних условиях

Рис. 3.10.1. Фигуры Лиссожу. норисоеоиныв лазерным пером

В основном варианте мы будем использовать электронные и обычные компоненты, взятые из бытовых приборов и устройств.

Это весьма приемлемо для тех, кто не имеет опыта в создании продвинутых проектов или располагает самым обычным набором механических и электронных частей для работы.

Задачи

1. Изучить, что представляют собой фигуры Лиссажу и как их можно создать.

2. Построить генератор фигур Лиссажу, используя лазерное перо.

3. Провести демонстрацию этих фигур на уроке физики.

4. Создать декоративные приборы для демонстрации на выставках, в витринах магазинов, торжественных событиях, приемах и т.п.

5. Изучить, как фигуры Лиссажу используются для измерения частоты сигнала.

Что представляют собой фигуры Лиссажу

Любое периодически поворачивающееся движение, такое как, допустим, колебательные движения маятника или попросту его колебания, могут быть описаны тригонометрическим уравнением.

Проецируя это колебания, мы получим траекторию (рис. 3.10.2).

Как видим, движение происходит по прямой линии, поскольку оно одномерно. Это простейшее, но не единственное колебательное движение в природе.

Рис. 3.10.2. Траектория колебания маятника

Что произойдет, если сочетать два колебательных движения? Представьте себе небольшой предмет, прикрепленный к четырем пружинам (рис. 3.10.3).

В том виде, в каком он показан на рис. 3.10.3, предмет может колебаться в любом направлении. Можно использовать перо для вычерчивания проекции движения на листе бумаги.

Если предмет вибрирует по направлению оси X, то и вычерчиваемая фигура будет прямой линией на оси X. То же самое произойдет, если предмет вибрирует по направлению оси У. Но что произойдет, если колебания будут происходить и по оси X, и по оси У одновременно?

Брага Н. Создание роботов в домашних условияхБрага Н. Создание роботов в домашних условиях

Рис. 3.10.3. вибрирующий предмет/прикрепленный к пружинам

Траектория проекции предмета на бумагу (рис. 3.10.4) зависит от нескольких факторов:

• частоты колебаний по обеим осям;

• амплитуды колебаний;

• функции, создающей вибрации.

Брага Н. Создание роботов в домашних условиях

Рис. 3.10.4. Траектория предмета, находящегося в колебательном движении, вычерчиваемая на бумаге


⇐ Предыдущая страница| |Следующая страница ⇒