CN103366623B - 偏振片透光规律演示器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种偏振片透光规律演示器，属于教、学用品技术领域，包括上偏振片、下偏振片、旋转器和透明盒。上偏振片、下偏振片互相对应，位于透明盒表面或内部，且上偏振片与下偏振片的面平行；该上偏振片或下偏振片安装在旋转器上；该旋转器安装在透明盒上，能够带动上偏振片或下偏振片旋转；透明盒采用透明材料制成，光线能够进出该透明盒内部。本演示器能够演示偏振片透光规律，且低碳环保、直观有趣、操作方便，使枯燥、难懂的偏振片透光知识的学习变得轻松有趣、易懂高效，同时激发和培养观察者的探究创新能力。

Description

偏振片透光规律演示器

技术领域

本发明涉及教、学用品技术领域，属于一种演示器具，具体属于一种偏振片透光规律演示器。

背景技术

偏振片透光规律及偏振光在实际中的应用已经普遍。如，运用偏振光可以治疗多种疾病，并且具有治疗时间短、无损伤、无痛苦、无副作用等诸多特点；运用偏振光及偏振片透光规律观众可以欣赏立体电影；运用偏振片透光规律可以制造LCD液晶屏。随着现代科技的高速发展，偏振片及偏振光相关知识在实际中的应用将会更加广泛。学生学习这部分知识，如果仅仅依靠课本和老师的口头说教，显得枯燥、难懂、低效。可是，目前还没有演示偏振片透光规律的器材，也没有这样的玩具。老师的授课、学生的学习、科普展示都需要相关器材，用来直观生动地演示偏振片透光规律，让学习变得有趣、易懂、高效。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够演示偏振片透光规律，且低碳环保、直观有趣、操作方便的器具。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：偏振片透光规律演示器，包括上偏振片、下偏振片、旋转器和透明盒。所述的上偏振片、下偏振片互相对应，位于透明盒表面或内部，且上偏振片的面与下偏振片的面平行；该上偏振片或下偏振片安装在旋转器上；该旋转器安装在透明盒上，能够带动上偏振片或下偏振片绕着偏振片面的垂线旋转；透明盒采用透明材料制成，光线能够进出该透明盒内部。

作为本发明的进一步改进，该旋转器的数量为一个；上偏振片和下偏振片的数量均为一片。

作为本发明的进一步改进，该旋转器的数量为一个；上偏振片（或下偏振片）为一片，与其相对应的下偏振片（或上偏振片）为若干片；所述下偏振片（或上偏振片）分布在同一个平面上，偏振化方向一致，组成文字、图画、符号等图案。

作为本发明的进一步改进，该旋转器的数量为一个；上偏振片、下偏振片均为若干片，各自分布在同一个平面上，偏振化方向一致，各自组成文字、图画、符号等图案；上偏振片、下偏振片各自组成的图案，通过旋转器旋转其面的投影能够重合，且其偏振化方向互相垂直。

作为本发明的进一步改进，该上偏振片为一片；下偏振片为若干片；旋转器的数量为若干个，带动下偏振片旋转，每个旋转器带动一片偏振片。

作为本发明的进一步改进，该上偏振片为若干片，分布在同一个平面上，组成文字、图画、符号等图案；下偏振片也是若干片；旋转器的数量为若干个，带动下偏振片旋转，每个旋转器带动一片偏振片；下偏振片通过旋转能够组成与上偏振片相同的图案，该图案与相对应的上偏振片图案的投影能够重合，此时每片下偏振片与相对应的上偏振片偏振化方向互相垂直。

作为本发明的进一步改进，该上偏振片、下偏振片均采用7片组成，每片偏振片的大小、形状均相同，每片偏振片均采用条形；上偏振片的7片偏振片，在透明盒顶面拼成“8”字形图案。

作为本发明的进一步改进，该旋转器采用舵机；设有控制器控制该舵机转动，该控制器采用51单片机作为控制芯片，设有两个控制按钮，这两个控制按钮颜色不同。

作为本发明的进一步改进，该上偏振片的面与下偏振片的面距离小于5mm。

作为本发明的进一步改进，所述的透明盒底部设置有支撑，在环境光线较弱的情况下，增加外界光线从底部进入透明盒，或在透明盒底部增加灯光照明。

本发明的有益效果如下：本演示器的两层偏振片平行且运动稳定，调控旋转器使偏振片转动轻松且准确，能够让师生高效地演示偏振片透光规律，满足他们的需要。演示本演示器，可以看到近似透明的偏振片，在平常环境中发生明暗的变化，让人感觉奇妙有趣、直观生动，使枯燥、不易想象的难懂知识，学习起来也轻松有趣、易懂高效，同时激发和培养学生的探究创新能力。本演示器操作起来也很方便。本演示器是利用自然光线，极少消耗能量，属于低碳环保产品。因偏振光及偏振片透光富有科学性和趣味性，本发明也可作为科普展品和玩具，让观察者在学习中玩乐，在玩乐中学习。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

图1是本发明演示器的简易型结构示意图；

图2是带有支撑的本发明演示器的简易型结构示意图；

图3是本发明演示器的自动型结构示意图；

图4是安装有下偏振片的舵机结构示意图；

图5是本发明演示器的自动型侧面结构示意图。

具体实施方式

本发明的偏振片透光规律演示器，包括上偏振片1、下偏振片2、旋转器6和透明盒4。如图1至图5所示，所述的上偏振片1、下偏振片2互相对应，位于透明盒4表面或内部，上偏振片1与下偏振片2的面平行且距离小于5mm。该上偏振片1或下偏振片2安装在旋转器6上。该旋转器6安装在透明盒4上，能够带动上偏振片1或下偏振片2绕着偏振片面的垂线旋转。透明盒4采用透明材料制成，外界的自然光能够进出该透明盒4内部。

当旋转器6的数量采用一个，上偏振片1和下偏振片2的数量均采用一片时，本演示器制造容易，成本低廉，属于简易型。仅以透明盒4是圆筒形，上偏振片1安装在旋转器6上为例，如图1所示，旋转器6可由透明盒4上面圆口边沿和套环8组成。旋转器6处于起始状态时，上偏振片1与下偏振片2的偏振化方向一致，外界的自然光进入透明盒4，通过下偏振片2后形成的偏振光能顺利通过上偏振片1，上偏振片1显示为明亮。旋转器6带动上偏振片1旋转90°时，上偏振片1与下偏振片2的偏振化方向垂直，外界的自然光进入透明盒4，通过下偏振片2后形成的偏振光不能通过上偏振片1，上偏振片1显示为黑暗。此时，观察者也可从透明盒4四周察看透明盒4内部的下偏振片2状况作对比。上偏振片1的面与下偏振片2的面距离小于5mm，这样，上偏振片1显示明暗的效果会更好。在环境光线强弱不适时，也可将该演示器拿起来底面对着光源来演示。

作为本发明的另一种实施方式，该旋转器6的数量为一个；上偏振片1（或下偏振片2）为一片，与其相对应的下偏振片2（或上偏振片1）为若干片。该下偏振片2（或上偏振片1）分布在同一个平面上，偏振化方向一致，组成文字、图画、符号等图案，如“生日快乐”、“飞天探月”。 旋转器6处于起始状态时，上偏振片1与下偏振片2的偏振化方向一致，旋转器6带动上偏振片1（或下偏振片2）旋转90°时，上偏振片1与下偏振片2的偏振化方向垂直，外界的自然光进入透明盒4，通过下偏振片2后形成的偏振光不能通过上偏振片1，则上偏振片1显示出图案。图案既能增强演示效果，又能增强美感和趣味性。

作为本发明的另一种实施方式，该旋转器6的数量为一个；上偏振片1、下偏振片2均为若干片，各自分布在同一个平面上，偏振化方向一致，各自组成文字、图画、符号等图案；上偏振片1、下偏振片2各自组成的图案，通过旋转器6旋转其面的投影能够重合，且其偏振化方向互相垂直。旋转器6处于起始状态时，上偏振片1与下偏振片2的偏振化方向一致，旋转器6带动上偏振片1（或下偏振片2）旋转90°时，上偏振片1会显示出图案。

作为本发明的另一种实施方式，该上偏振片1为一片；下偏振片2为若干片；旋转器6的数量为若干个，带动下偏振片2旋转，每个旋转器6带动一片偏振片。连续调控不同的旋转器6，不同的偏振片就会由旋转器6带动依次旋转，上偏振片1显示的图案就会不断变化，具有动态效果，这样，更能增强演示效果，更能增强美感和趣味性。

作为本发明的另一种实施方式，如图3、图5所示，该上偏振片1为若干片，分布在同一个平面上，组成文字、图画、符号等图案；下偏振片2也是若干片；旋转器6的数量为若干个，带动下偏振片2旋转，每个旋转器6带动一片偏振片。下偏振片2通过旋转能够组成与上偏振片1相同的图案，该图案与相对应的上偏振片1图案的投影能够重合，此时每片下偏振片2与相对应的上偏振片1偏振化方向互相垂直。调控不同的旋转器6，上偏振片1显示的图案就会不断变化，同样具有动态效果。

作为本发明的另一种实施方式，如图3、图4、图5所示，该旋转器6采用舵机3，该舵机3可以精确地控制转动角度,而且停止时扭矩大保持性好。设有控制器控制该舵机3转动，该控制器采用51单片机作为控制芯片。设有两个控制按钮，这两个控制按钮颜色不同。编写了程序的单片机能够实现自动控制，此时本演示器属于自动型。若修改单片机的程序,本演示器可显示出更多的图案。

当上偏振片1、下偏振片2均采用7片，拼成“8”字形图案时，在透明盒4内安装有7个舵机3,每个舵机3的转轴上固定一片条形的偏振片，这7片偏振片距透明盒4盖大约5mm,在透明盒4盖的对应位置另外贴有7片条形的偏振片,拼成数字“8”的形状。在透明盒4内或外设有一个控制器,其上设有一红按钮5和一黄按钮5；在控制器里面是控制电路,选用51单片机作为控制芯片。在控制舵机3转动之前, 这7片下偏振片2分别与各自对应的上偏振片1几何方向垂直，而偏振化方向一致,光能通过这上下两层偏振片,即所有的偏振片显示为亮的。按下按钮5时,已经编写好程序的单片机控制特定位置的几个舵机3旋转,连带着某些下偏振片2旋转,与上层偏振片几何方向重合,而偏振化方向垂直,光无法通过,即显示黑色的，整个演示器显示数字。按下红按钮5,演示器会从数0开始显示,按一次数增加一个,依次为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9；按一次黄按钮5,数会减小一个。这样，演示器就实现了数字变化的动态效果。此类型演示器无论置于室内或室外,只要有自然光,将控制电路接通电源,即可对其操作。

作为本发明的另一种实施方式，如图2所示，所述的透明盒4底部设置有支撑7，增加外界光线从底部进入透明盒4，也可在透明盒4底部增加灯光照明，使本演示器在环境光线弱的情况下，同样能正常使用。

Claims (8)

1.偏振片透光规律演示器，包括上偏振片、下偏振片、旋转器和透明盒，其特征在于：上偏振片为一片；下偏振片为若干片，分布在同一个平面上，偏振化方向一致，组成文字、图画、符号图案；所述的上偏振片、下偏振片互相对应，位于透明盒表面或内部，且上偏振片的面与下偏振片的面平行；旋转器数量为一个，安装在透明盒上，能够带动上偏振片或下偏振片旋转；透明盒采用透明材料制成，光线能够进出该透明盒内部。

2.偏振片透光规律演示器，包括上偏振片、下偏振片、旋转器和透明盒，其特征在于：上偏振片、下偏振片均为若干片，各自分布在同一个平面上，偏振化方向一致，各自组成文字、图画、符号图案；所述的上偏振片、下偏振片互相对应，位于透明盒表面或内部，且上偏振片的面与下偏振片的面平行；旋转器数量为一个，安装在透明盒上，能够带动上偏振片或下偏振片旋转；所述上偏振片、下偏振片各自组成的图案，通过旋转器旋转其面的投影能够重合，且其偏振化方向互相垂直；透明盒采用透明材料制成，光线能够进出该透明盒内部。

3.偏振片透光规律演示器，包括上偏振片、下偏振片、旋转器和透明盒，其特征在于：上偏振片为一片；下偏振片为若干片；所述的上偏振片、下偏振片互相对应，位于透明盒表面或内部，且上偏振片的面与下偏振片的面平行；旋转器的数量为若干个，且安装在透明盒上，能够带动下偏振片旋转，每个旋转器带动一片偏振片；透明盒采用透明材料制成，光线能够进出该透明盒内部。

4.偏振片透光规律演示器，包括上偏振片、下偏振片、旋转器和透明盒，其特征在于：上偏振片为若干片，分布在同一个平面上，组成文字、图画、符号图案；下偏振片也是若干片；所述的上偏振片、下偏振片互相对应，位于透明盒表面或内部，且上偏振片的面与下偏振片的面平行；旋转器的数量为若干个，且安装在透明盒上，能够带动下偏振片旋转，每个旋转器带动一片偏振片；下偏振片通过旋转能够组成与上偏振片相同的图案，该图案与上偏振片图案的投影能够重合，此时每片下偏振片与相对应的上偏振片偏振化方向互相垂直；透明盒采用透明材料制成，光线能够进出该透明盒内部。

5.根据权利要求4所述的偏振片透光规律演示器，其特征在于：上偏振片、下偏振片均采用7片组成，每片偏振片的大小、形状均相同，每片偏振片均采用条形；上偏振片的7片偏振片，在透明盒顶面拼成“8”字形图案。

6.根据权利要求3、4或5所述的偏振片透光规律演示器，其特征在于：旋转器采用舵机；设有控制器控制舵机转动，控制器采用51单片机作为控制芯片，设有两个控制按钮，这两个控制按钮颜色不同。

7.根据权利要求1、2、3、4或5所述的偏振片透光规律演示器，其特征在于：上偏振片的面与下偏振片的面距离小于5mm。

8.根据权利要求1、2、3、4或5所述的偏振片透光规律演示器，其特征在于：所述的透明盒底部设置有支撑。