泊松亮斑演示仪制造技术

本实用新型专利技术涉及一种泊松亮斑演示仪，包括单色光源、盛有含悬浮微粒的无色透明液体的玻璃容器及投影板，其中所述玻璃容器具有无色球形部，所述单色光源发出的单色光照射在该球形部内的悬浮微粒上，该悬浮微粒投影至所述投影板上；所述悬浮微粒的尺寸与所述单色光的波长之间满足衍射条件。本实用新型专利技术可以演示出明显的泊松亮斑现象，且结构简单、使用方便、成本低廉，便于物理教学、实验使用。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及光学演示装置，更具体地说，涉及一种泊松亮斑演示仪。技术背景光的衍射是指光能够绕过障碍物或狭缝传播到障碍物的影所在的区域。将 一束光照射到一小圆板上，由于光绕过障碍物继续传播，于是光会在圆形板的 影中心，相互叠加形成亮斑，这就是泊松亮斑。由于光的衍射现象只有当障碍物或狭缝的尺寸跟光的波长相差不多或比 波长小时，才能被明显地观察到，然而光的波长很短，只有十分之一微米，通 常的物体都比它大得多，因此一般很难观察到光的衍射现象。在实验室，我们 可以通过游标卡尺两测量爪之间的狭缝观察光通过狭缝时的衍射现象；但如需 演示出泊松亮斑，只有通过专业物理实验室中价格昂贵的独立微小物体、专用 显微镜等才能做到，而没有一种简单有效且价格低廉的装置能够演示出泊松亮 斑，使得普通学校的学生亦能明显地观察到泊松亮斑，为物理教学工作留下了 遗憾。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题在于，针对现有技术存在的上述不足，提供 一种结构简单、使用方便、衍射现象明显且成本低廉的泊松亮斑演示仪。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是:提供一种泊松亮斑演示仪，包括单色光源、盛有含悬浮微粒的无色透明液体的玻璃容器及投影板，其 中所述玻璃容器具有无色球形部，所述单色光源发出的单色光照射在该球形部内的悬浮微粒上，该悬浮微粒投影至所述投影板上；所述悬浮微粒的尺寸与所 述单色光的波长之间满足衍射条件。所述单色光源为激光器。所述单色光源发出的单色光垂直于所述玻璃容器球形部最大直径处照射 至所述悬浮微粒上。所述无色透明液体为水或酒精。 所述悬浮微粒为花粉或碳粉。所述球形部的壁厚小于1.0毫米。所述悬浮微粒的尺寸小于或等于所述单色光的波长。所述泊松亮斑演示仪还包括用于固定所述玻璃容器的固定装置。本技术利用单色光照射微粒，易于观察；本技术采用花粉等微粒 演示泊松亮斑现象，因其微粒尺寸与单色光波长相差不大或小于或等于单色光 波长，即二者之间满足衍射条件，可以演示出明显的泊松亮斑现象，方便易得， 成本低廉；本技术釆用装有无色透明液体且具球形部的玻璃容器，不仅使 得微粒可悬浮于水中，从而独立于光束之中；还可以采用球形部装满无色透明 液体后的凸透镜效果，将衍射图案在投影板上成放大的实像，使得肉眼很容易 看到。本技术可以演示出明显的泊松亮斑现象，且结构简单、使用方便、 成本低廉，便于物理教学、实验使用。下面将结合附图及实施例对本技术作进一步说明。附图说明图1是本技术实施例的结构示意图。图2是本技术实施例的泊松亮斑效果图。图3是本技术实施例的盛有水的玻璃容器的凸透镜效果示意图。具体实施方式如图1所示，本技术实施例泊松亮斑演示仪1包括单色光源2、具有 无色球形部的玻璃容器3、投影板4及固定装置5。其中单色光源2用于发出单色光，其高度或发出单色光的高度以及单色光入射点可调节，以使单色光穿 过玻璃容器3的球形部照射在投影板4上。在本实施例中，玻璃容器3底部为 球状，故由固定装置5固定，该固定装置5为可将玻璃容器3放置其上的固定 座，当然该固定装置5也可为具有夹持部的固定架等，只要可固定玻璃容器3 即可。作为另一种实施方式，该玻璃容器3亦可设计为其它形状从而可不借助 固定装置5而单独固定。该玻璃容器3内盛有无色透明液体，该无色透明液体 中设有不透明的悬浮微粒，该悬浮微粒所的尺寸与单色光的波长之间满足衍射 条件，即其尺寸接近或小于或等于单色光源所发出的单色光的波长。调整单色 光源2，使其发出的单色光照射在悬浮微粒上，产生衍射现象，该单色光即可 在悬浮微粒的影的中心形成泊松亮斑，通过盛有无色透明液体的玻璃容器3 球形部的凸透镜效果(放大作用)把形成的泊妝亮斑放大到投影板4上就形成 清楚的泊淞亮斑。本技术中的单色光源2可为各种单色光例如红光、蓝光、绿光等的光 发射器。在本实施例中，该单色光源2采用红光激光器实现，该激光器采用功 率约lmw的玩具式激光器即可实现，其特点是光线集中、射程远、体积轻小、 成本低廉。作为一种较佳实施例，该单色光源2发出的单色光经玻璃容器3 的球形部后能够在投影板4上形成亮度均匀的圆形光斑(未照射悬浮微粒时)， 即该单色光源2发出的单色光光束呈圆形。玻璃容器3可采用各种容器壁薄而 均匀玻璃容器，其壁厚小于1.0毫米；无色透明液体可为水或酒精等液体，当 然不限于此；悬浮微粒可釆用花粉或碳粉等微粒实现，方便简洁，当然亦不限 于此；投影板4亦可不必采用专用的屏幕，而直接利用墙面实现。本技术在使用时，也可先调节单色光源2的高度及其发出单色光的入 射点，使其光线垂直穿过玻璃容器3球形部的最大直径处，在投影板4上形成 亮度均匀的光斑；而后再于玻璃容器3内的无色透明液体中放置可悬浮的微 粒，使单色光源2所发出的单色光照射至悬浮微粒上，产生衍射现象，在悬浮 微粒于投影板4上的投影中产生清楚的泊松亮斑。图2为本技术一实施例的单色光源(发射单色光为波长约6.7x10—7m 的红色激光的激光器)发出的单色光照射在置于水中的尺寸与该单色光波长相 差不多的花粉上，于花粉在投影板上的投影中央产生泊松亮斑的效果图。如图 2所示，该花粉微粒本影周围有清晰的明暗相间的环形条纹，中央有一个特别明显亮斑，即泊松亮斑。若花粉微粒尺寸较大，则只会显示其本影有明暗相间 的条纹，但中间没有亮斑。在使用时，花粉微粒可能会离开单色光的照射范围， 这时可轻搅拌一下水，使花粉微粒向上运动，因为花粉微粒在移动，所以投影 板上的衍射图案也随着移动，使图像更加丰富多彩。本技术利用单色光照射微粒，易于观察，特别是利用激光照射微粒时， 因激光是波长最长的可见光，衍射条纹间距大，本影中央的亮斑也较大，更易 于观察。本技术采用花粉等微粒演示泊松亮斑现象，因其微粒尺寸与单色 光波长相差不大或小于或等于单色光波长，即二者之间满足衍射条件，可以演 示出明显的泊松亮斑现象，方便易得，成本低廉。且因当单色光遇到微粒时虽 有明显的衍射现象，但因微粒很小，用肉眼仍难以看到；且平形光照射在微粒 上，微粒的本影与微粒等大，用肉眼也是无法看到的，本技术采用盛有无 色透明液体的玻璃容器的球形部，不仅使得微粒可悬浮于无色透明液体中，从 而独立于光束之中；还可以采用球形部装满无色透明液体后的凸透镜效果，将 衍射图案在投影板上成放大的实像，使得肉眼很容易看到，如图3所示。因此， 本技术可以演示出明显的泊松亮斑现象，且结构简单、使用方便、成本低 廉，便于物理教学、实验使用。权利要求1、一种泊松亮斑演示仪，其特征在于，包括单色光源、盛有含悬浮微粒的无色透明液体的玻璃容器及投影板，其中所述玻璃容器具有无色球形部，所述单色光源发出的单色光照射在该球形部内的悬浮微粒上，该悬浮微粒投影至所述投影板上；所述悬浮微粒的尺寸与所述单色光的波长之间满足衍射条件。2、 根据权利要求1所述的泊松亮斑演示仪，其特征在于，所述单色光源 为激光器。3、 根据权利要求1所述的泊松亮斑演示仪，其特征在于，所述单色光源 发出的单色光垂直于所述玻璃容器球形部最大直径处照射至所述悬浮微粒上。4、 根据权利要求1所述的泊松亮斑演示仪，其特征在于，所述无色透明 液体为水或酒精。5、 根据权利要求本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种泊松亮斑演示仪，其特征在于，包括单色光源、盛有含悬浮微粒的无色透明液体的玻璃容器及投影板，其中所述玻璃容器具有无色球形部，所述单色光源发出的单色光照射在该球形部内的悬浮微粒上，该悬浮微粒投影至所述投影板上；所述悬浮微粒的尺寸与所述单色光的波长之间满足衍射条件。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈文利，
申请(专利权)人：陈仕精，
类型：实用新型
国别省市：52[中国|贵州]