本发明专利技术公开涉及一种演示马吕斯定律的科普演示装置。包括展台、滑动装置、第一观察器、第一偏振片、第二观察器、第二偏振片、第三观察器、第三偏振片器、蝴蝶模型。当第一观察器与第三观察器重叠时，透过两偏振片观察到蝴蝶消失；当第二观察器置于第一观察器与第三观察器中间，转动第二偏振片，可观察到蝴蝶重现、消失、再重现、再消失的现象。此科普演示装置使公众了解多偏振片叠加的情况下，马吕斯定律中透光轴的夹角是如何影响透过偏振片光强度变化的科学现象，打破了传统偏振科普演示装置，在偏振片数量上仅两偏振片叠加，观察物体的消失、重现现象的方式。一种演示马吕斯定律的科普演示装置成本低廉，适用于科技馆及科普大篷车内使用。车内使用。车内使用。
【技术实现步骤摘要】
一种演示马吕斯定律的科普演示装置
[0001]本专利技术涉及一种演示马吕斯定律的科普演示装置，用于科技馆光学类展品的展出，属于光学科普教育领域。
技术介绍
[0002]一、偏振光和自然光
[0003]就偏振性而言，光一般可分为偏振光、自然光和部分偏振光。光矢量的方向和大小有规则变化的光称为偏振光。
[0004]自然光由很多偏振光组成的，各个偏振方向上的光都有，而且强度都一样。对于每一个偏振光，它都可以分解为平行于偏振片透振方向上的分量和垂直于该方向的分量。
[0005]在光的传播方向上，光矢量只沿一个固定的方向振动，这种光称为平面偏振光，由于光矢量端点的轨迹为一直线，又叫做线偏振光。光矢量的方向和光的传播方向所构成的平面称为振动面。线偏振光的振动面固定不动，不会发生旋转。
[0006]二、产出线偏振光的方法
[0007]一般光源发出的光不是偏振光，必须通过一定的途径才能从非偏振光中获取偏振光。从自然光获得线偏振光的方法有三种：
[0008]1.用起偏器产生线偏振光；
[0009]2.用双折射晶体偏振片产生线偏振光；
[0010]3.利用折射产生线偏振光。
[0011]一种演示马吕斯定律的科普演示装置中使用的是第一种方法，所用的到的起偏器为偏振片。
[0012]三、马吕斯定律
[0013]一束自然光通过偏振片后，出射线偏光矢量的振动方位是由偏振片决定的。称偏振片允许透过的光矢量的方向为偏振片的透光轴。使从起偏器出射的光通过一检偏器，则透过两偏振片后的光强I随两器件透光轴的夹角θ而变化，即
[0014]I＝I0cos2θ
[0015]称上式表示的关系式为马吕斯(Malus)定律。可知，当两偏振片透光轴平行(θ＝0)时，透射光强最大，为I0；当两偏振片透光轴互相垂直(θ＝90
°
)时，如果偏振片是理想的，则透射光强为零，没有光从检偏器出射，称此时检偏器处于消光位置，同时说明从起偏器出射的光是完全线偏振光；当两偏振片相对转动时，随着θ的变化，可以连续改变透射光。因此，两偏振片装置也可用作连续可调的减光装置。
[0016]展品中两块正交的偏振片1和3，之间插入另一块偏振片2，光强为I0自然光垂直入射于偏振片1，转动偏振片2，透过偏振片3的光强I与转角的关系。
[0017][0018][0019][0020][0021][0022]若θ在0～2π之间变化，I3如何变化；
[0023]当θ＝0，π，时，I3＝0；
[0024]当时，
[0025]透过的光强最多，如图1所示。
[0026]马吕斯定律在光学科普实验中，一般通过偏振形式展示，偏振是光学研究中非常重要的内容，不仅在教学实验中占据着重要的位置，更是大多数科技馆的必有知识点，但是现有科技馆的此类科普演示装置仅仅有两种展示形式，一种是两片偏振方向互相垂直的偏振片叠加，观察物体的消失、重现现象；另一种是用偏振片与无偏振片的显示屏重叠、观察显示屏内播放的影片消失、重现的现象。这两种展现形式也只简单的针对透过偏振片的平行与垂直分量叠加消光演示，涵盖范围不全面，并未把多偏振片叠加的情况下，马吕斯定律中透光轴的夹角θ与光强关系进行更深入的演示，也并未把透光轴夹角θ具体数值可视化，更多的是让观众体验效果，并未深入了解更马吕斯定律的意义。很多青少年已经在学校接触过了这种物理实验，再到科技馆来观看，兴趣不是很足，这同时会影响到青少年对科学知识的学习乐趣及全面掌握程度。部分科技馆的此类科普演示装置硕大笨重，不易移动，如遇科普进校园等活动时，此展品因体积受到了限制。还有少部分科技馆仅通过文字、图片的方式向公众介绍马吕斯定律的相关原理。
[0027]由于缺乏专门的一种演示马吕斯定律的科普演示装置，用来科普多偏振片叠加的情况下，透光轴的夹角θ与偏振透光强度关系的科普演示装置，现有的科普演示装置，科学原理涵盖范围不全面，文字、图片的讲解方式枯燥、生硬、缺乏吸引力，不利于公众理解、掌握马吕斯定律原理中的科学知识。现阶段急需一种富有趣味性、互动性、可移动性、科学性的演示马吕斯定律的科普演示装置，适用于科技馆或可移动式科普大篷车使用，用于科普马吕斯定律对偏振透光强度的影响因素。
技术实现思路
[0028]专利技术目的：本专利技术为解决现有缺乏专门的一种演示马吕斯定律的科普演示装置，提供一种多偏振片叠加的情况下，透光轴的夹角θ是如何影响透过偏振片光强度变化的科学现象，同时为科技馆、科普中心或可移动式科普大篷车提供一种富有趣味性、互动性、科学性强，使用方便，便于移动，成本低廉的演示马吕斯定律的科普演示装置。
[0029]技术方案：一种演示马吕斯定律的科普演示装置，包括展台、滑动装置、第一观察器、第一偏振片、第二观察器、第二偏振片、第三观察器、第三偏振片器、蝴蝶模型；其中，所
述的滑动装置安装在展台的上方，与展台固定不动；所述的第一观察器安装在滑动装置后侧，与轨固定不动，可沿滑动装置左右滑动；所述的第一偏振片为长方形，安装在第一观察器内部，与第一观察器固定不动；所述的第二观察器安装在滑动装置中间，与滑动装置固定不动，可沿滑动装置左右滑动；所述的第二偏振片为长方形，安装在第二观察器内部，可绕圆心360度旋转；所述的第三观察器安装在滑动装置前侧，与滑动装置固定不动，可沿滑动装置左右滑动；所述的第三偏振片为长方形，安装在第三观察器内部，与第三观察器固定不动；所述的蝴蝶模型安装在滑轨后方，与展台固定不动。
[0030]进一步的，滑动装置内部有三条相互平行的滑轨，第一滑轨，第二滑轨，第三滑轨，其中，滑动装置后侧为第一滑轨，滑动装置中间为第二滑轨，滑动装置前侧为第三滑轨。
[0031]进一步的，第一观察器上方有数字1样式把手，下方与第一滑轨固定。
[0032]进一步的，第一偏振片透振方向为水平透振。
[0033]进一步的，第二观察器上方有数字2样式把手，下方与第二滑轨固定，表面顺时针标注 8个角度标识(0、45、90、135、180、
‑
45、
‑
135、
‑
90)度，其中与数字2样式把手正下方标注“0”，其它角度刻度标识依次逆时针间隔45度标注。
[0034]进一步的，第二偏振片表面有箭头标识。
[0035]进一步的，第三观察器上方有数字3样式把手，下方与第三滑轨固定。
[0036]进一步的，第三偏振片透振方向为垂直透振。
[0037]有益效果：一种演示马吕斯定律的科普演示装置，滑动第一观察器与第三观察器，使第一观察器与第三观察器重叠，透过重叠的第一偏振片与第三偏振片观察蝴蝶，观众可以看到，蝴蝶消失，滑动第二观察器，使第二观察器置于第一观察器与第三观察器中间，转动第二偏振片，在转动过程中，观众可以看到，蝴蝶重现、消失、再重现、再消失的现象。此科普演示装置使公众了解多偏振片叠加的情况下，马吕斯定律中透光轴的夹角θ是如何影响透过偏振片光强度变化的科学本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种演示马吕斯定律的科普演示装置，其特征在于一种演示马吕斯定律的科普演示装置，包括展台、滑动装置、第一观察器、第一偏振片、第二观察器、第二偏振片、第三观察器、第三偏振片器、蝴蝶模型；其中，所述的滑动装置安装在展台的上方，与展台固定不动；所述的第一观察器安装在滑动装置后侧，与轨固定不动，可沿滑动装置左右滑动；所述的第一偏振片为长方形，安装在第一观察器内部，与第一观察器固定不动；所述的第二观察器安装在滑动装置中间，与滑动装置固定不动，可沿滑动装置左右滑动；所述的第二偏振片为长方形，安装在第二观察器内部，可绕圆心360度旋转；所述的第三观察器安装在滑动装置前侧，与滑动装置固定不动，可沿滑动装置左右滑动；所述的第三偏振片为长方形，安装在第三观察器内部，与第三观察器固定不动；所述的蝴蝶模型安装在滑轨后方，与展台固定不动。2.根据权利要求1所述的一种演示马吕斯定律的科普演示装置，其特征是所述的滑动装置内部有三条相互平行的滑轨，第一滑轨，第二滑轨，第三滑轨，其中，滑动装置后侧为第一滑轨，滑动装置中间为第二滑轨，滑动装置前侧为第三滑轨。3...
【专利技术属性】
技术研发人员：王英鸿，邢冲，张影，
申请(专利权)人：长春中国光学科学技术馆，
类型：新型
国别省市：
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