本发明专利技术公开了一种基于霍尔效应的双棱镜干涉实验测量装置，包括激光器、第一凸透镜、位移处理显示系统、通电线圈、光电探测器、霍尔传感器、滑座、第二凸透镜、轨道和双棱镜；所述激光器、第一凸透镜、双棱镜、第二凸透镜和光电探测器五个光学元件依次排列在轨道上，并处于同一光轴线上；霍尔传感器与光电探测器连接，霍尔传感器放置在两块平行通电线圈中间，移动光电探测器时带动与其连接的霍尔传感器一同移动，则霍尔电压发生变化；位移处理显示系统与霍尔传感器连接，将霍尔电压的变化转化为光电探测器的位移数值显示出来。本发明专利技术可以使得光路共轴调节直观可见，实现对干涉条纹间距的自动测量，也使得测量干涉条纹间距更方便和准确。
【技术实现步骤摘要】
一种基于霍尔效应的双棱镜干涉实验测量装置
本专利技术涉及一种光学实验测量仪器，具体是一种基于霍尔效应的双棱镜干涉实验测量装置。
技术介绍
现有双棱镜干涉实验可以测量光波波长，相关公式为，为相邻干涉条纹间距离，d为两虚光源间距离，D为虚光源到接收屏距离。实验中要调节各元件同轴等高，要记录各元件相对位置。传统实验装置是采用人眼粗略校对调整光路共轴，不够方便和直观；传统滑块横向调节功能容易损坏；暗光条件下，记录元件刻度位置也有一定的不便；且靠人工读数方法记录干涉条纹的相对位置，进而计算得到，但仪器上所使用的记录光电探测器位移的一维滑座系统，因长期使用，尺刻度磨损或主副尺位置偏差，导致读数容易出错，最后导致实验结果偏差很大。此外，传统仪器中单独还配有接收光屏，便于接收初期实验现象，后续测量过程中需要和光电探测器交换使用，替换过程繁琐。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的问题，本专利技术提供一种基于霍尔效应的双棱镜干涉实验测量装置，自动完成对光电元件位移的测量，即实现对Δx的测量，使得共轴调节更方便和更直观可见。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种基于霍尔效应的双棱镜干涉实验测量装置，包括激光器、第一凸透镜、位移处理显示系统、通电线圈、光电探测器、霍尔传感器、滑座、第二凸透镜、轨道和双棱镜；所述激光器、第一凸透镜、双棱镜、第二凸透镜和光电探测器五个光学元件依次排列在轨道上，并处于同一光轴线上，所述轨道上划分有刻度线；所述激光器、第一凸透镜、双棱镜、第二凸透镜下端分别通过一支撑杆固定在一滑块上，每个滑块都横嵌在轨道上，能够在轨道上横向移动并通过紧固螺丝固定相对位置，所述光电探测器通过一支撑杆连接在滑座内的丝杠上，所述滑座设置有丝杆并配有调节旋钮，扭动调节旋钮转动丝杆，使光电探测器垂直于轨道纵向移动；所述滑座横嵌在轨道上，能够在轨道上横向移动并通过滑座固定螺丝固定相对位置；所述霍尔传感器与光电探测器连接，霍尔传感器放置在两平行通电线圈中间，移动光电探测器时与带动其连接的霍尔传感器一同移动，霍尔传感器在磁场的位置发生改变，其所处不同位置的磁场强度也不同，则霍尔电压发生变化；所述位移处理显示系统与霍尔传感器及光电探测器连接，将霍尔电压的变化量转化为光电探测器的位移数值显示出来；霍尔电压变化量与光电探测器位移变化量之间的关系如下：式中：△x:光电探测器位移变化量；△：霍尔电压变化量；：霍尔灵敏度;:霍尔元件的工作电流;m=,N为线圈匝数;n=，I为线圈中电流。采用上述技术方案的有益效果是：相比较现有技术肉眼读刻度尺计数的方法，本专利技术采用霍尔传感器与光电探测器相连，霍尔传感器在两平行放置的通电线圈之间，移动光电探测器时，霍尔传感器同时移动，使得霍尔传感器在磁场的位置发生改变，其所处不同位置的磁场强度也不同，则霍尔电压发生变化；位移处理显示系统接收处理霍尔电压的变化信号，转换出光电探测器的位移数值并显示出来，从而测得干涉条纹间距，本专利技术可以使得光路共轴调节直观可见，实现对干涉条纹间距的自动测量，也使得测量干涉条纹间距更方便和准确。本专利技术进一步的，所述支撑杆为伸缩杆，伸缩杆上配有禁锢螺丝。采用上述技术方案的有益效果是：支撑杆采用伸缩杆设计，可方便高度调节。本专利技术进一步的，所述激光器、第一凸透镜，第二凸透镜，双棱镜四个元件的外框上下左右四边的中心处均做有标注。采用上述技术方案的有益效果是：在实验光路共轴调节方面，对实验中的元件做中心位置标定，调试光路时以中心位置为参考，使得各元件上下中心点共线，左右中心点共线，即能较好完成光路共轴调节。本专利技术进一步的，所述标注为激光刻痕。采用上述技术方案的有益效果是：作为标记可靠性高，不易损坏，当然也可以采用其他合适的方式进行标注。本专利技术进一步的，所述激光器背部设有用于调整光束方向的倾角螺丝。采用上述技术方案的有益效果是：供光束方向调整。本专利技术进一步的，所述光电探测器配有接收光罩，所述接收光罩为白色不透光材质的面罩，背后留有用于放置导线的缺口。采用上述技术方案的有益效果是：当实验初期观察实验现象时，可将接收光罩罩在光电探测器上，方便观察，光电探测器上附加接收光罩，接收光罩可替代光屏使用，省去光屏和光电探测器之间的替换麻烦。本专利技术进一步的，所述轨道上刻度线处涂有荧光材料。采用上述技术方案的有益效果是：方便在光线较暗的环境下调节观测读数。本专利技术进一步的，所述滑块上设置导轨，导轨上有可滑动的小滑块，所述激光器、第一凸透镜、双棱镜、第二凸透镜下端分别通过一支撑杆固定在小滑块上，小滑块通过小滑块固定螺丝固定位置。采用上述技术方案的有益效果是：使激光器、第一凸透镜、双棱镜和第二凸透镜可以垂直于轨道纵向移动。这样每个元件的调节都更加灵活方便，根据实际的需要以及成本的考量这里用户可以自行调整。附图说明图1是本专利技术的结构示意图；图2是本专利技术霍尔传感器的连接示意图；图3是本专利技术滑座的结构示意图；图4是本专利技术激光器标注示意图；图5是本专利技术第一凸透镜标注示意图；图6是本专利技术双棱镜标注示意图；图7是本专利技术第二凸透镜标注示意图；图8是本专利技术激光器背部示意图；图9是本专利技术接收光罩示意图；图10是本专利技术接收光罩背部示意图；图11是本专利技术光电探测器位移时霍尔传感器变化示意图；图12是本专利技术滑块结构示意图；图中：1、激光器，2、第一凸透镜，3、位移处理显示系统，4、通电线圈，5、光电探测器，6、霍尔传感器，7、支撑杆，8、调节旋钮、9、滑座，10、第二凸透镜，11、轨道，12、滑块，13、双棱镜，14、丝杆，15、标注，16、倾角螺丝，17、接收光罩，18、小滑块固定螺丝，19、小滑块。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术作进一步说明。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。如图1、图2和图3所示，本专利技术一种基于霍尔效应的双棱镜干涉实验测量装置，包括激光器1、第一凸透镜2、位移处理显示系统3、通电线圈4、光电探测器5、霍尔传感器6、滑座9、第二凸透镜10、轨道11和双棱镜13；所述激光器1、第一凸透镜2、双棱镜13、第二凸透镜10和光电探测器5五个光学元件依次排列在轨道11上，并处于同一光轴线上，所述轨道11上划分有刻度线；所述激光器1、第一凸透镜2、双棱镜13、第二凸透镜10下端分别通过一支撑杆7固定在一滑块12上，每个滑块12都横嵌在轨道11上，能够在轨道11上横向移动并通过紧固螺丝固定相对位置，所述光电探测器5通过一支撑杆7连接在滑座9内的丝杠14上，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于霍尔效应的双棱镜干涉实验测量装置，其特征在于，包括激光器（1）、第一凸透镜（2）、位移处理显示系统（3）、通电线圈（4）、光电探测器（5）、霍尔传感器（6）、滑座（9）、第二凸透镜（10）、轨道（11）和双棱镜（13）；/n所述激光器（1）、第一凸透镜（2）、双棱镜（13）、第二凸透镜（10）和光电探测器（5）五个光学元件依次排列在轨道（11）上，并处于同一光轴线上，所述轨道（11）上划分有刻度线；所述激光器（1）、第一凸透镜（2）、双棱镜（13）、第二凸透镜（10）下端分别通过一支撑杆（7）固定在一滑块（12）上，每个滑块（12）都横嵌在轨道（11）上，能够在轨道（11）上横向移动并通过紧固螺丝固定相对位置；所述光电探测器（5）通过一支撑杆（7）连接在滑座（9）内的丝杠（14）上，所述滑座（9）内设置有丝杆（14）并配有调节旋钮（8），扭动调节旋钮（8）转动丝杆（14），使光电探测器（5）垂直于轨道纵向移动；所述滑座（9）横嵌在轨道（11）上，能够在轨道（11）上横向移动并通过滑座固定螺丝（18）固定相对位置；/n所述霍尔传感器（6）与光电探测器（5）连接，霍尔传感器（6）放置在两块平行通电线圈（4）中间，移动光电探测器（5）时与其连接的霍尔传感器（6）一同移动，霍尔传感器（6）在磁场的位置发生改变，其所处不同位置的磁场强度也不同，则霍尔电压发生变化；所述位移处理显示系统（3）与霍尔传感器（6）连接及光电探测器（5）连接，将霍尔电压的变化转化为光电探测器的位移数值显示出来；/n霍尔电压变化量与光电探测器位移变化量之间的关系如下：/n...
【技术特征摘要】
1.一种基于霍尔效应的双棱镜干涉实验测量装置，其特征在于，包括激光器（1）、第一凸透镜（2）、位移处理显示系统（3）、通电线圈（4）、光电探测器（5）、霍尔传感器（6）、滑座（9）、第二凸透镜（10）、轨道（11）和双棱镜（13）；
所述激光器（1）、第一凸透镜（2）、双棱镜（13）、第二凸透镜（10）和光电探测器（5）五个光学元件依次排列在轨道（11）上，并处于同一光轴线上，所述轨道（11）上划分有刻度线；所述激光器（1）、第一凸透镜（2）、双棱镜（13）、第二凸透镜（10）下端分别通过一支撑杆（7）固定在一滑块（12）上，每个滑块（12）都横嵌在轨道（11）上，能够在轨道（11）上横向移动并通过紧固螺丝固定相对位置；所述光电探测器（5）通过一支撑杆（7）连接在滑座（9）内的丝杠（14）上，所述滑座（9）内设置有丝杆（14）并配有调节旋钮（8），扭动调节旋钮（8）转动丝杆（14），使光电探测器（5）垂直于轨道纵向移动；所述滑座（9）横嵌在轨道（11）上，能够在轨道（11）上横向移动并通过滑座固定螺丝（18）固定相对位置；
所述霍尔传感器（6）与光电探测器（5）连接，霍尔传感器（6）放置在两块平行通电线圈（4）中间，移动光电探测器（5）时与其连接的霍尔传感器（6）一同移动，霍尔传感器（6）在磁场的位置发生改变，其所处不同位置的磁场强度也不同，则霍尔电压发生变化；所述位移处理显示系统（3）与霍尔传感器（6）连接及光电探测器（5）连接，将霍尔电压的变化转化为光电探测器的位移数值显示出来；
霍尔电压变化量与光电探测器位移变化量之间的关系如下：
式中：△x:光电探测器位移...
【专利技术属性】
技术研发人员：段秀铭，易志军，张伦，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。