CN103680275B - 一种变角度的单缝衍射实验仪 - Google Patents

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Abstract

一种变角度的单缝衍射实验仪，属于大学物理教学实验仪器领域。主要由变角度狭缝、屏幕、激光笔构成，其特征是：变角度狭缝是由两个相同的表面光滑不透光直圆柱杆的一端靠在一起，另一端分别固定一铁片构成，变角度狭缝通过条形磁体竖直固定在水平放置的平铁板上；屏幕竖直固定在水平放置的平铁板的一端，使激光笔通过磁体吸附在水平放置的平铁板的另一端竖直固定的条形钢材质直杆上，且满足激光笔发出的光通过变角度狭缝可射到屏幕中心上。本发明专利它的独特之处是与现有技术不同，实现了在同一个狭缝下就能得出同级衍射条纹随着缝宽的增大衍射角变小现象，构思巧妙，制作极其简易，效果明显，在教学中推广会增加更多的教育功能。

Description

一种变角度的单缝衍射实验仪
技术领域
本发明专利涉及演示一种变角度的单缝衍射实验仪器，属于大学物理教学实验仪器领域。
背景技术
大学物理课中，夫琅禾费单缝衍射是大学物理教学中的重要内容之一，它的应用比较广泛，如用于测量金属的杨氏模量等，为了使学生对狭缝衍射的理解，人们设计了在实验室中常用的分立的或连续改变的不同宽度的狭缝(狭缝等宽)来进行单狭缝衍射实验，也有专利CN00200751.7设计光的单缝衍射装置通过改变狭缝出光的宽度也就是狭缝的宽度来进行实验，等等，目前现有技术，都不能实现一个单一小功率光源在同一个屏幕上同时进行比较缝宽度对衍射图样的影响，而且制作复杂等问题，如何实现构思巧妙、简单易行、成本低、便于学生探索研究的新实验，本专利就要解决这一问题。
发明内容
本发明专利是解决课堂或课下用的一种比较深刻地演示单缝衍射的一些特征的物理演示实验仪器，着重解决单一光源、同一狭缝实现单缝衍射缝宽度对衍射角度影响的技术。
本发明专利技术方案：一种变角度的单缝衍射实验仪，主要由变角度狭缝、屏幕、激光笔、条形磁体、平铁板构成，其特征是：变角度狭缝是由两个相同的表面光滑不透光直圆柱杆(不透光塑料笔壳)的一端靠在一起，另一端分别固定一铁片构成，再用一条形磁体吸住铁片，变角度狭缝通过条形磁体竖直固定在水平放置的平铁板上；屏幕竖直固定在水平放置的平铁板的一端，激光笔尾端(出光孔的另一端)固定一磁体，使激光笔通过磁体吸附(固定)在水平放置的平铁板的另一端竖直固定的条形钢材质直杆上，且满足激光笔发出的光通过变角度狭缝可射到屏幕中心上。
实验时候，调整变角度狭缝在屏幕与激光笔之间的位置，然后调节激光笔在直杆上的位置，改变变角度狭缝的角度(狭缝张角)大小，以达到激光笔激光光源射向变角度狭缝在屏幕上出现明显清晰衍射图样。当变角度狭缝(1)的角度为零，调节缝宽，就是我们熟知的单缝(狭缝等宽)衍射情形。
可以看到，变角度狭缝的角度不为零时，衍射图样靠近缝宽的方向较缝窄的方向中央衍射光斑窄，在中央条纹两侧的同级条纹距离中心随着缝宽变小，这样在同一个狭缝下就能得出同级衍射条纹随着缝宽的增大衍射角变小现象。有助于对单缝衍射公式理解，增大趣味性，新颖性，激发探索的欲望，直观形象易于对比研究，还可以定量测量研究。
本发明专利它的独特之处是与现有技术不同，实现了在同一个狭缝下就能得出同级衍射条纹随着缝宽的增大衍射角变小现象，构思巧妙，制作极其简易，效果明显，在教学中推广会增加更多的教育功能。
附图说明
附图为本发明专利的结构示意图。其中：(1)是变角度狭缝，(2)是屏幕，(3)是激光笔，(4)是条形磁体，(5)是平铁板，(6)是铁片，(7)是磁体
具体实施方式
如附图：一种变角度的单缝衍射实验仪，主要由变角度狭缝(1)、屏幕(2)、激光笔(3)、条形磁体(4)、平铁板(5)构成，其特征是：变角度狭缝(1)是由两个相同的表面光滑不透光直圆柱杆(不透光塑料笔壳)的一端靠在一起，另一端分别固定一铁片(6)构成，再用一条形磁体(4)吸住铁片(6)，变角度狭缝(1)通过条形磁体(4)竖直固定在水平放置的平铁板(5)上；屏幕(2)竖直固定在水平放置的平铁板(5)的一端，激光笔(3)尾端(出光孔的另一端)固定一磁体(7)，使激光笔(3)通过磁体(7)吸附(固定)在水平放置的平铁板(5)的另一端竖直固定的条形钢材质直杆(8)上，且满足激光笔(3)发出的光通过变角度狭缝(1)可射到屏幕(2)中心上。
实验时候，调整变角度狭缝(1)在屏幕(2)与激光笔(3)之间的位置，然后调节激光笔(3)在直杆(8)上的位置，改变变角度狭缝(1)的角度(狭缝张角)大小，以达到激光笔(3)激光光源射向变角度狭缝(1)在屏幕(2)上出现明显清晰衍射图样。当变角度狭缝(1)的角度为零，调节缝宽，就是我们熟知的单缝(狭缝等宽)衍射情形。
本专利所述变角度狭缝技术也可以用其他方法方式实现，如用直尺代替直圆柱杆等，以及在本专利基础上的变形均属于本专利保护范围。

Claims (1)

1.一种变角度的单缝衍射实验仪，主要由变角度狭缝(1)、屏幕(2)、激光笔(3)、条形磁体(4)、平铁板(5)构成，其特征是：变角度狭缝(1)是由两个相同的表面光滑不透光直圆柱杆的一端靠在一起，另一端分别固定一铁片(6)构成，再用一条形磁体(4)吸住铁片(6)，变角度狭缝(1)通过条形磁体(4)竖直固定在水平放置的平铁板(5)上；屏幕(2)竖直固定在水平放置的平铁板(5)的一端，激光笔(3)尾端固定一磁体(7)，使激光笔(3)通过磁体(7)吸附在水平放置的平铁板(5)的另一端竖直固定的条形钢材质直杆(8)上，且满足激光笔(3)发出的光通过变角度狭缝(1)可射到屏幕(2)中心上。
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