一种可移动波动光学集成演示仪制造技术

本实用新型专利技术公开了一种可移动波动光学集成演示仪，属于教学实验设备技术领域，本技术方案的可移动波动光学集成演示仪将迈克尔逊干涉装置、牛顿环演示装置、光衍射演示装置、光色散演示装置、马吕斯定律验证演示装置、偏振演示装置集成为一体，并通过合理的结构设计克服了现有技术中波动光学实验设备体积大、不方便携带、难以在课堂教学上演示的技术问题，该演示仪调试简单，易于上手可以进行移动，便于在不同教室、不同班级中使用，从而有效地克服了波动光学的教学难点。

A movable wave optical integrated demonstrator

The utility model discloses a movable integrated optical wave demonstration instrument, belonging to the technical field of teaching experimental equipment, the technical scheme of the mobile wave optics integrated demonstrator Michelson interferometer, Newton ring, the demonstration device of optical diffraction demonstration device, optical dispersion demonstration device and Marius's law demonstration device, polarization demonstration device set to become one, and through reasonable structural design to overcome the technical problems of optical experimental equipment of large volume, inconvenient carrying, difficult to demonstrate in the classroom teaching on the fluctuation of the existing technology, the demonstration instrument debugging simple, easy to use can be mobile, easy to use in different classes, different classes, which effectively overcomes the difficulties in teaching fluctuation optical.

【技术实现步骤摘要】
一种可移动波动光学集成演示仪
本技术属于教学实验设备
，特别是涉及一种波动光学集成演示仪。
技术介绍
波动光学是普通物理、光学课程的重要组成部分，演示实验对于课堂教学具有重要作用。然而，由于波动光学现象演示通常对于条件要求比较苛刻，同时也需要一些专业技能。这使得部分教师在课堂上少有演示波动光学现象，使原本丰富多彩的波动光学现象和知识变得抽象难懂，一定程度上影响了教学效果。本设备在干涉、衍射以及偏振等基本原理的基础上，通过科学合理的结构设计，在方圆半平方米（600×900mm）的范围内集成了常见的干涉、衍射及偏振现象的定性演示以及一定程度的定量比对，并且该设备又可以进行移动，便于在不同教室、不同班级中使用。同时该设备调试简单，易于上手。借助本演示仪，教师的授课变得轻松自如，随心所欲。学生不再觉得物理光学那么抽象难懂、枯燥无味，并感受到现象的直观，从现象到本质地学习、掌握相关理论。从而有效地克服了波动光学的教学难点。该设备由四个部分集合而成：迈克尔逊干涉仪；牛顿环、劈尖干涉仪；单缝、双缝、三缝、光栅（一维、二维）、各类小孔衍射、圆点衍射以及单丝衍射等集成干涉、衍射演示仪；偏振现象演示仪。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种可移动波动光学集成演示仪，解决现有技术中波动光学实验设备体积大、不方便携带、难以在课堂教学上演示的技术问题。具体的本技术技术方案如下：一种可移动波动光学集成演示仪，包括平面底板，以及设置在所述平面底板上的安装在平面底板上的迈克尔逊干涉装置、牛顿环演示装置、光衍射演示装置，其特征在于：所述的迈克尔逊干涉装置由经扩束的激光光源、固定在平面底板上的平面反射镜M1、与平面反射镜M1垂直放置的平面反射镜M2、测微螺杆、用于将入射光分为透射光和反射光的分光镜、用于接收透射光与反射光相遇产生的干涉条纹的毛玻璃屏组成，入射光经所述分光镜分光的反射光垂直入射至所述平面反射镜M1，入射光经所述分光镜分光的透射光垂直入射至所述平面反射镜M2，所述的平面反射镜M2安装于测微螺杆上，在测微螺杆的驱动下可沿光轴方向移动；所述的牛顿环演示装置由牛顿环以及经扩束的激光光源组合而成，所述牛顿环放置在平面底板上，扩束的激光光源发出的光照射到牛顿环上；所述的光衍射演示装置由激光光源与衍射屏组合而成，激光光源发出的光照射到衍射屏上。上述技术方案的光衍射演示装置中，为了方便演示光经过不同衍射结构的衍射现象直接将若干个不同形状、规格的衍射结构集成在衍射屏上；衍射结构可以是为单缝、双缝、三缝、一维光栅、二维光栅、任意形状的小孔、圆点以及单丝之间的一种或者几种组合；激光经过衍射结构时发生衍射现象，在衍射屏后方即可观察到光的衍射条纹；在实际使用时为了方便切换不同衍射结构下的衍射现象演示，光衍射演示装置中还增加了衍射屏底座，衍射屏底座上安装有运动调整机构，所述衍射屏安装在衍射屏底座的运动调整机构上，所述的运动调整机构为平移调整机构或者旋转调整机构，通过衍射屏底座上的运动机构可自由切换衍射结构。在上述技术方案的基础上还可以拓展其他实验演示装置，平面底板上还可设置光色散演示装置、马吕斯定律验证演示装置、偏振演示装置、光纤导光演示装置；白光光源与三棱镜组合成光色散演示装置；激光光源与一个偏振片组合成马吕斯定律验证演示装置；白光光源与两个偏振片组合成偏振演示装置；激光光源或白光光源与光导纤维组合成光纤导光演示装置。上述技术方案中为了方便各个装置的拆卸与固定，所述的迈克尔逊干涉装置、牛顿环演示装置、光色散演示装置、马吕斯定律验证演示装置以及偏振演示装置与水平底板之间通过磁力作用连接，并在磁力作用下吸附于平面底板上；牢固、稳定，且可移动，在实际课堂教学演示时可根据实际需要自由组装，进一步增加便携性。上述技术方案的迈克尔逊干涉装置中，为了进一步增加干涉条纹的条纹对比度，在分光镜的后表面镀半透半反膜；为了补偿透射光路的光程差在增加条纹间距在分光镜与平面反射镜M2之间放置补偿板。上述技术方案中的平面底板上还设置有若干个用于定位光源位置的定位靠板，可以通过定位靠板很便捷的确定不同的演示装置中光源的摆放位置，可以实现多个演示装置共用一台激光光源，最大限度的降低成本和减轻重量。上述技术方案中为了进一步增加演示效果，还设置有用于拍摄演示现象的摄像头，摄像头通过数据线与显示屏或投影仪连接，直接将实验现象显示在显示屏或投影屏幕上。上述技术方案中在水平底板上均匀布置若干螺纹通孔，螺纹通孔既可以用于固定光学元件也可以用于减轻整个演示仪的质量。为了增加便携性，平面底板选用低密度的材质制成，例如塑料。本技术与现有技术相比，其显著优点：本技术一种可移动波动光学集成演示仪，解决了现有技术中波动光学实验设备体积大、不方便携带、难以在课堂教学上演示的技术问题，实现了操作简单、容易调试、无需专业训练、既节省空间，又节省经费的技术效果。附图说明图1为一种可移动波动光学集成演示仪的示意图；图2为带旋转调整机构的衍射屏底座的示意图；其中：1、激光光源；2、反射镜M1；3、反射镜M2；4、分光镜；5、毛玻璃屏；6、测微螺杆；7、定位靠板；8、牛顿环；9、衍射屏；10、衍射屏底座；11、光导纤维；12、偏振片A；13、偏振片B；14、三棱镜；15、白光光源；16、平面底板；17、螺纹通孔；18、摄像头。具体实施方式下面结合附图及实施例对本技术“一种可移动波动光学集成演示仪”做进一步描述。实施例一：一种可移动波动光学集成演示仪，如图1所示，包括平面底板16，以及安装在平面底板16上的迈克尔逊干涉装置、牛顿环演示装置、光衍射演示装置、光色散演示装置、马吕斯定律验证演示装置、偏振演示装置；在图1中，反射镜M12与反射镜M23垂直放置，其中反射镜M23安装在测微螺杆6上，在测微螺杆6的驱动下反射镜M23可沿光轴方向移动，分光镜4用于将入射光分为透射光和反射光，毛玻璃屏5用于接收透射光与反射光相遇产生的干涉条纹，入射光经所述分光镜分光的反射光垂直入射至所述平面反射镜M12，入射光经所述分光镜分光的透射光垂直入射至所述平面反射镜M23；所述的牛顿环演示装置由牛顿环8以及经扩束的激光光源1组合而成；所述的光衍射演示装置由激光光源1、衍射屏9以及衍射屏底座10组合而成；所述衍射屏9上设置有若干个不同形状、尺寸的衍射结构；衍射屏9结构包括但不限于单缝、双缝、三缝、一维光栅、二维光栅、任意形状的小孔、圆点以及单丝之间的一种或者几种组合；所述的衍射屏底座10上安装有运动调整机构，所述衍射屏9安装在衍射屏底座10的运动调整机构上，所述的运动调整机构为平移调整机构或者旋转调整机构，图2为带旋转调整机构的衍射屏底座的示意图。所述的光色散演示装置由白光光源15与三棱镜14组合而成；所述的马吕斯定律验证演示装置由激光光源1与一个偏振片组合而成；所述的偏振演示装置由白光光源15与偏振片A12和偏振片B13组合而成；所述的光纤导光演示装置由激光光源1或白光光源15与光导纤维11组合而成。实施例二：在实施例一的基础上，增加用于拍摄演示现象的摄像头18，摄像头18通过数据线与投影仪连接，直接将实验现象显示在投影屏幕上；通过投影的放大作用将牛顿环的微结构尺寸放大为几十倍或者几百倍，通过测量本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可移动波动光学集成演示仪，包括平面底板(16)，以及安装在平面底板(16)上的迈克尔逊干涉装置、牛顿环演示装置、光衍射演示装置，其特征在于：所述的迈克尔逊干涉装置由经扩束的激光光源(1)、固定在平面底板(16)上的平面反射镜M1、与平面反射镜M1垂直放置的平面反射镜M2、测微螺杆(6)、用于将入射光分为透射光和反射光的分光镜(4)、用于接收透射光与反射光相遇产生的干涉条纹的毛玻璃屏(5)组成，入射光经所述分光镜(4)分光的反射光垂直入射至所述平面反射镜M1，入射光经所述分光镜(4)分光的透射光垂直入射至所述平面反射镜M2，所述的平面反射镜M2安装于测微螺杆(6)上，在测微螺杆(6)的驱动下可沿光轴方向移动；所述的牛顿环演示装置由牛顿环(8)以及经扩束的激光光源(1)组合而成，所述牛顿环(8)放置在平面底板(16)上，扩束的激光光源(1)发出的光照射到牛顿环(8)上；所述的光衍射演示装置由激光光源(1)与衍射屏(9)组合而成，激光光源(1)发出的光照射到衍射屏(9)上。

【技术特征摘要】
1.一种可移动波动光学集成演示仪，包括平面底板(16)，以及安装在平面底板(16)上的迈克尔逊干涉装置、牛顿环演示装置、光衍射演示装置，其特征在于：所述的迈克尔逊干涉装置由经扩束的激光光源(1)、固定在平面底板(16)上的平面反射镜M1、与平面反射镜M1垂直放置的平面反射镜M2、测微螺杆(6)、用于将入射光分为透射光和反射光的分光镜(4)、用于接收透射光与反射光相遇产生的干涉条纹的毛玻璃屏(5)组成，入射光经所述分光镜(4)分光的反射光垂直入射至所述平面反射镜M1，入射光经所述分光镜(4)分光的透射光垂直入射至所述平面反射镜M2，所述的平面反射镜M2安装于测微螺杆(6)上，在测微螺杆(6)的驱动下可沿光轴方向移动；所述的牛顿环演示装置由牛顿环(8)以及经扩束的激光光源(1)组合而成，所述牛顿环(8)放置在平面底板(16)上，扩束的激光光源(1)发出的光照射到牛顿环(8)上；所述的光衍射演示装置由激光光源(1)与衍射屏(9)组合而成，激光光源(1)发出的光照射到衍射屏(9)上。2.根据权利要求1所述的可移动波动光学集成演示仪，其特征在于：所述衍射屏(9)上设置有若干不同形状、尺寸的衍射结构。3.根据权利要求2所述的可移动波动光学集成演示仪，其特征在于：所述衍射屏(9)上设置的衍射结构为单缝、双缝、三缝、一维光栅、二维光栅、任意形状的小孔、圆点以及单丝之间的一种或者多种组合。4.根据权利要求3所述的可移动波动光学集成演示仪，其特征在于：所述的光衍射演示装置中还包括衍射屏底座，所述的衍射屏底座上安装有运动调整机构，所述衍射屏(9)安装在衍射屏底座的运动调整机构上，所述的运动调整机构为平移调整机构或者旋转...

【专利技术属性】
技术研发人员：李成金，黄新，李金欢，邹丽新，钱铮，
申请(专利权)人：苏州大学文正学院，
类型：新型
国别省市：江苏,32