一种泊松亮斑演示仪制造技术

一种泊松亮斑演示仪，其特征在于包括有一个激光器，所述激光器为长方体形体，激光器上设置有激光输出孔，激光输出孔设置在激光器上项面左端，激光输出孔附近设置有一个平面镜，平面镜镜面正对激光器输出孔，平面镜下游与平面镜等高地设置有一个滤光屏，滤光屏上开设有滤光孔，滤光屏下游与滤光屏等高地设一遮光屏，遮光屏上设有遮光圆屏，遮光屏下游与遮光圆屏等高地设一透镜，透镜下游与透镜等高地设有一个泊松亮斑观察系统。该演示仪结构简单，操作方便，图案面积大，光源至显示屏距离短（０．７ｍ－０．４ｍ），不需要暗室，经济实用，不涉及维修难题。也可用尘埃作为遮光体，可方便地观察到不同大小的尘埃所引起的泊松亮斑图案的各种情况。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种物理光学演示仪器，具体地说，涉及一种可在短距离内方便演示的泊松亮斑演示仪。
技术介绍
泊松亮斑现象对光具有波动性很有说服力。为了演示泊松亮斑，可用弧光照射直径40cm遮光体，可在距光源8km处的屏上得到泊松亮斑，它的缺点是距离远，无法演示；氦氖激光器照射直径3mm遮光体，可在距光源9m处的屏上得到泊松亮斑，它的缺点是图案小，距离远，暗室要求高；红外泊松亮斑可在1.3m处成现，它的缺点是距离大，设备庞大，造价高，维修困难。上述泊松亮斑因各有其缺点而几乎无法演示，因而大、中学仪器配备目录中没有泊松亮斑演示仪，这样学生对其难以有直观的了解。有鉴于此，为了克服上述缺点，本创作人根据自己的实际经验及技术理念，经研究、开发，而终有本技术产生。
技术实现思路
本技术需要解决的技术问题就在于克服因距离远，图案小，暗室要求高，设备庞大，造价高，维修困难等问题而几乎无法演示泊松亮斑的缺陷，提供一种泊松亮斑演示仪，再经过焦平面上焦点发散放大，观察系统上显示泊松亮斑，解决了泊松亮斑难以演示的困难，它结构简单，操作方便，泊松亮斑图案面积大，光源至光屏距离短(0.7m-0.4m)，不需要暗室，经济实用，不涉及维修难题。为解决上述问题，本技术采用如下技术方案一种泊松亮斑演示仪，其特征在于包括有一个激光器，所述激光器为长方体形体，激光器上设置有输出孔，激光输出孔设置在激光器上顶面左端，激光输出孔附近设置有一个平面镜，平面镜镜面正对激光器输出孔，平面镜下游与平面镜等高地设置有一个滤光屏，滤光屏上开设有滤光孔，滤光屏下游与滤光屏等高地设置一遮光屏，遮光屏中心开设有一长方形通光孔，通光孔上装设一透明板，透明板上设有遮光圆屏，遮光屏下游与遮光圆屏等高地设置一透镜，透镜下游与透镜等高地设置有一个泊松亮斑观察系统；所述激光器为J2513氦氖激光器；所述平面镜、滤光屏、遮光屏、透镜和观察系统分别设置有可调节高度的活动支座；所述滤光孔的直径为1.5-2mm；所述遮光圆屏径≤0.52mm；所述遮光屏到透镜的距离为0-30cm；所述透镜距离平面镜距离为10-20cm，所述观察系统距离透镜距离大于30cm；所述透镜为凸透镜或凹透镜；所述凸透镜焦距为0.7-1.5cm；所述观察系统是白光屏或观察目镜。为了获得较好的泊松亮斑，本技术所述透镜距离平面镜水平距离为10-20cm，所述显示光屏距离透镜距离大于30cm。本技术所述透镜可以为凸透镜或凹透镜。所述凸透镜焦距为0.7cm-1.5cm左右，透镜可在有丝纹的套筒中转动。本技术的原理是依遮光圆屏衍射公式A＝ak+1/2即不问遮光圆屏大小和位置怎样，遮光圆屏阴影的中央永远有亮斑。据遮光圆屏衍射技术背景知遮光圆屏越大光源距光屏距离越远，遮光圆屏越小光源距显示光屏距离越近。可知，要想近距离观察泊松亮斑，必须缩小遮光圆屏直径。但当遮光圆屏直径很小时，肉眼看不到，所形成的泊松亮班图案也很小，肉眼同样看不到。故只能通过技术放大图案而在显示屏上显示。本技术解决上述问题可采用教学用J2513激光器光束垂直上射，经一反射镜面平右射，穿过滤光孔(直径是1.5-2mm)至距平面镜15cm左右的遮光屏的透明板上，透明板上设计有很多≤0.52mm的遮光圆屏，通过前后、左右、上下移动凸透镜，使光束入射点在遮光屏透明板上搜索移动。由于透明板上设计有大小各异无数个遮光圆屏(包括尘埃)，光遇时产生衍射现象，从而在透镜后面产生会聚后的泊松亮斑。当遮光体大小(与光波波长和凸透镜焦距等有关)符——所引起的泊松亮斑图案成在焦平面上时，肉眼不能分辨，可视为点泊松亮斑，通过凸透镜焦点的发散作用将图案放大，从而在距镜25cm以外很大距离范围内的观察系统上可清晰显示泊松亮斑图案。(可用白光屏10cm×12cm直接观察反射图案，毛玻璃光屏10cm×12cm直接观察透射图案，观察目镜观察经毛玻璃透射后的放大图案。)本技术利用了凸透镜后焦平面的发散作用，在屏上搜得一稳定泊松亮班图案时，再在凸透镜后面一倍焦距之外增加另一透镜，可使泊松亮斑图案第二次放大。由于凹透镜本身具有对光的发散作用，所以用合适焦距的凹透镜替代本技术中的的凸透镜同样可以达到预计效果。本技术原理及结构类似于夫郎和费圆孔衍射。本技术的有益效果是结构简单，操作方便，图案面积大，光源至显示光屏距离短(0.7m-0.4m)，不需要暗室，经济实用，不涉及维修难题，寻找迅速，用时很短。附图说明图1为本技术实施例结构示意图。具体实施方式如图1所示，为本技术实施例结构示意图。该泊松亮斑演示仪，它包括一个激光器1，所述激光器1为一个J2513氦氖激光器，激光波长为0.62微米，激光器1外形为长方体长70cm，宽16cm，高12cm，激光器1上设置有激光输出孔2，激光输出孔2设置在激光器1上项面左端，激光输出孔2附近设置有一个平面镜3，平面镜3镜面正对激光器输出孔2，使得从激光器输出孔2输出的光束经平面镜3反射后水平右射，平面镜3下游与平面镜等高地设置有一个滤光屏4，滤光屏4中心开设有一滤光孔41，滤光孔41下游等高地设置一遮光屏5，遮光屏5上设有遮光圆屏51，遮光圆屏51设在透明板52上，透明板52装在开有长方形通光孔的遮光屏5上，遮光屏5下游等高地设置一透镜6，透镜6的焦距为0.7cm-1.5cm的凸透镜，凸透镜下游与凸透镜等高地设置有一个泊松亮斑观察系统7。为了便于调节高度，使平面镜3、滤光孔41、遮光圆屏51、透镜6和观察系统7高度保持一致，本技术所述平面镜3、滤光孔41、遮光圆屏51、透镜6和观察系统7分别安装在有可调节高度的活动支座8上。为了获得较好的泊松亮斑，本技术所述透镜距离平面镜距离为15cm，所述观察系统距离平面镜距离为60cm。通过调节凸透镜位置和方向，便可在观察系统显示小圆屏引起的泊松亮斑图案。为了很好地显示泊松亮斑，本技术所述观察系统是白光屏或观察目镜(焦距为5cm)。用凹透镜替换凸透镜也可出现良好效果。二次放大可使反射镜上的激光点到显示屏的距离减至40cm以下。圆屏衍射图案晚上经过二次放大，投在距平面镜2m处的白墙上，图案大小有40cm，可使全班同学同时看到。圆屏衍射图案白天用小摄像头通过终端至电视屏上，可使全班同学同时看到。权利要求1.一种泊松亮斑演示仪，其特征在于包括有一个激光器，所述激光器为长方体形体，激光器上设置有激光输出孔，激光输出孔设置在激光器上顶面左端，激光输出孔附近设置有一个平面镜，平面镜镜面正对激光器输出孔，平面镜下游与平面镜等高地设置有一个滤光屏，滤光屏上开设有滤光孔，滤光屏下游与滤光屏等高地设置一遮光屏，遮光屏中心开设有一长方形通光孔，通光孔上装设一透明板，透明板上设有遮光圆屏，遮光屏下游与遮光圆屏等高地设置一透镜，透镜下游与透镜等高地设置有一个泊松亮斑观察系统。2.如权利要求1所述的泊松亮斑演示仪，其特征在于所述激光器为J2513氦氖激光器。3.如权利要求2所述的泊松亮斑演示仪，其特征在于所述平面镜、滤光屏、遮光屏、透镜和观察系统分别设置有可调节高度的活动支座。4.如权利要求3所述的泊松亮斑演示仪，其特征在于所述滤光孔的直径为1.5mm-2mm。5.如权利要求4所述的泊松亮本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种泊松亮斑演示仪，其特征在于：包括有一个激光器，所述激光器为长方体形体，激光器上设置有激光输出孔，激光输出孔设置在激光器上顶面左端，激光输出孔附近设置有一个平面镜，平面镜镜面正对激光器输出孔，平面镜下游与平面镜等高地设置有一个滤光屏，滤光屏上开设有滤光孔，滤光屏下游与滤光屏等高地设置一遮光屏，遮光屏中心开设有一长方形通光孔，通光孔上装设一透明板，透明板上设有遮光圆屏，遮光屏下游与遮光圆屏等高地设置一透镜，透镜下游与透镜等高地设置有一个泊松亮斑观察系统。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张顺信，
申请(专利权)人：张顺信，
类型：实用新型
国别省市：13[中国|河北]