광학 레버 방법으로 클라드니 모드 셰이프 측정

이 절차는 광학 레버 방법을 사용하여 Chladni 모드 모양을 결정하기위한 명확한 눈을 제공 할 수 있습니다. 제안된 방법은 매우 저렴한 비용으로 Chladni 모드 모양을 정량적으로 결정하는 다소 간단한 방법입니다. 부분 차동 방정식및 유한 요소 방법에 대한 지식은 절차를 성공적으로 실행하는 데 중요합니다.

진동 시스템을 설정하려면 직경 150mm와 직경 200mm의 1mm 두께의 미러 원형 아크릴 플레이트 2개를 각각 획득합니다. 각 플레이트의 중앙에 3mm 직경의 구멍을 뚫고 임의 반경을 따라 5mm마다 여러 점을 표시합니다. 각 플레이트를 중간 지점에 볼트로 진동기의 액추에이트 바에 부착하고 파형 발생기를 사용하여 신파로 진동기를 구동합니다.

공진 주파수를 획득하려면 레이저 펜을 사용하여 레이저 빔을 120mm 거리에서 진동 플레이트에 수직으로 투영하여 빔이 멀리 서 있는 라이트 스크린 500mm에 반사된다. 레이저 펜을 길이에 수직으로 빠르게 이동하여 지름을 스캔하는 반면 신호 발생기는 주파수를 지속적으로 변경합니다. 현물 길이가 직경을 따라 크게 늘어나고 확장이 거의 없는 일부 반점이 나타나면 특정 주파수 범위를 천천히 스캔하기 시작하고 스팟이 가장 명백하게 확장되는 주파수를 결정합니다.

광 경로 및 측정 시스템을 준비하려면 라이트 스크린을 진동 플레이트와 평행하게 배치하고 미터 눈금자로 거리를 표시합니다. 이어서, 500mm를 시동 거리로 사용하여, 레이저 펜을 플레이트에 수직으로 투사하여 빔이 멀리 있는 라이트 스크린에 반사되도록 하여 레이저 펜이 움직이는 동안 이전에 만들어진 마크를 스캔할 수 있도록 한다. 실험적 측정을 얻으려면 신호 발생기를 켜고 스폿이 가장 명백하게 확장된 공진 주파수로 여기 주파수를 설정합니다.

신호 강도는 라이트 스크린의 라이트 스팟이 기록될 만큼 충분히 크면 가능한 한 작아야 합니다. 사고 지점이 첫 번째 마커와 일치하도록 레이저 펜을 조정하여 플레이트의 고정 지점에 가장 가까운 마커와 함께 화면을 500mm에서 1000mm로 이동하여 50mm마다 화면에서 현물 길이를 측정합니다. 그런 다음 레이저 펜을 조정하여 사고 지점을 다음 마커에 인접하게 하고, 방금 입증된 대로 500mm에서 1000mm로 측정을 반복합니다.

모든 인시던트 점을 측정하면 다음 최대 직경의 아크릴 플레이트로 측정을 반복합니다. 축을 자극할 수 있는 크라드니 패턴을 자극할 수 있는 흥분 주파수는 주파수 스위핑 테스트를 통해 결정됩니다. 플레이트 직경이 클수록 플레이트 유연성이 높아져 상관관계가 있습니다.

해당 공진 주파수하에서, 상이한 플레이트의 광 스크린에 있는 광점의 길이를 측정하고 기록할 수 있다. 이 데이터를 플로팅하면 다른 플레이트의 모드 모양을 비교할 수 있습니다. 이 절차의 가장 중요한 측면은 이 데이터가 전체 실험의 정확도를 결정하기 때문에 스팟 길이를 측정할 때 정확한 데이터를 얻는 것입니다.

이 방법은 또한 다이아몬드가 Chladni 패턴의 아름다움을 추적하기 위해, 단어 마이너에서 비 축형 모드 모양을 결정하는 데 사용할 수 있습니다.