CN106373470B - 多功能光具架 - Google Patents

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Abstract

一种多功能光具架，上架体、中架体和下架体通过连接部件组装在一起；上架体支腿设置在上架体面板的底面上；上架体中孔的外圆周上有矩形豁口；中架体支腿设置在中架体面板的四角的位置；中架体中孔的外圆周上有两个矩形豁口；下架体为立方体框架结构，在立方体框架的四角上面有支腿插孔；下架体内部有一斜面板架；可调整高度的连接部件包括高度调节螺栓和高度调节滑槽；中架体支腿的上端插装在上架体支腿的内侧，高度调节螺栓插装在上架体支腿上的高度调节滑槽内；中架体支腿的下端插装在下架体的支腿插孔内，高度调节螺栓插装在高度调节滑槽内。本发明结构简单，组装容易，省时省力，不仅提高实验效率，更能提高实验效果。

Description

多功能光具架
技术领域
本发明涉及一种光具架，具体地说是一种多功能光具架，这种光具架在常规实验装置的基础上进行改良，构成了一种多功能薄膜干涉实验装置。
背景技术
薄膜干涉是光学教学中的重要章节，常见的薄膜干涉实验有牛顿环薄膜干涉实验和劈尖干涉实验等，学生进行不同的实验需要更换不同的实验装置，严重影响实验效率。此外，实验室提供的薄膜干涉实验装置都是固定的，学生无法进行调节，无法实现薄膜干涉的动态观察，不利于学生对于薄膜干涉的深入理解。例如，常规牛顿环实验的薄膜干涉部分是由一个平凸透镜和一块圆形平板玻璃组成的固定装置，学生无法改变这个固定装置的结构，只能进行一种实验的测量。
发明内容
本发明是针对背景技术中提及的技术缺陷，为了能使学生更好地理解薄膜干涉，我们在原有牛顿环实验装置的基础上，增加一个多功能光具架，该多功能光具架与现有的实验装置组成了一款多功能薄膜干涉实验装置。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种多功能光具架，包括上架体、中架体和下架体，所述上架体、中架体和下架体通过可调整高度的连接部件上下依次活动组装在一起，其中：
所述的上架体包括上架体面板和上架体支腿，上架体支腿设置在上架体面板的底面上，置于面板四角的位置；所述上架体面板的中央为上架体中孔，上架体中孔的外圆周上设置有两个向外延伸的对称的矩形豁口；
所述的中架体包括中架体面板和中架体支腿，中架体支腿设置在中架体面板的四角的位置，中架体面板的四角固接在中架体支腿的中部；所述中架体面板的中央为中架体中孔，中架体中孔的外圆周上设置有两个向外延伸的对称的矩形豁口；
所述的下架体为立方体框架结构，在立方体框架的四角上面的位置分别有一矩形的支腿插孔；所述下架体内部设置有一倾斜设置的斜面板架，该斜面板架的一边与下架体一侧的底部连接，另一边与设置在下架体另一侧的弧形滑道活动连接；所述弧形滑道设置在下架体侧面的外部，与斜面板架侧面连接的角度调整螺栓插装在弧形滑道内，且与弧形滑道滑动配合；
所述的可调整高度的连接部件包括高度调节螺栓和分别设置在上架体支腿和下架体上的高度调节滑槽；中架体支腿的上端插装在上架体支腿的内侧，高度调节螺栓插装在上架体支腿上的高度调节滑槽内，与中架体支腿顶接；中架体支腿的下端插装在下架体的支腿插孔内，高度调节螺栓插装在下架体上的高度调节滑槽内，与中架体支腿顶接。
上架体中孔上的矩形豁口与所述的中架体上的矩形豁口呈垂直状态布置。
下架体的上面框架和下面框架的四边内侧分别固接有支承块，支承块的上表面低于下架体上面框架和下面框架的上表面。
斜面板架的四边内侧分别固接有支承块，支承块的上表面低于斜面板架的上表面。
斜面板架的一侧边的两端分别固接有一销轴，所述销轴分别与下架体一侧面底部的框架铰接；所述斜面板架的另一侧边的两份分别固接有角度调整螺栓，所述角度调整螺栓分别插装在下架体另一侧面的弧形滑道内，二者滑动配合；所述斜面板架的的倾斜角度为0-10°。
上架体支腿为三角铁结构，所述中架体支腿为三角铁结构；所述中架体支腿的分布外径小于上架体支腿的分布外径，中架体支腿插装在上架体支腿内侧；所述下架体上面框架的上表面的四角设置有供中架体支腿插装的矩形支腿插孔，所述中架体支腿的分布外径小于支腿插孔的分布外径。
上架体中孔和中架体中孔内放置曲面玻璃或平板玻璃；所述下架体的支承块上放置曲面玻璃或平板玻璃；所述斜面板架的支承块上放置平板玻璃。
与现有技术相比，本发明结构简单，组装容易，在该装置上不仅可以完成常规的牛顿环实验，还可完成劈尖干涉实验和多种扩展实验，解决了在单一薄膜干涉实验装置上只能完成一种实验的弊端。通过在光具架的不同托架上放置透镜或者平板玻璃，形成不同的光具组合，便可以实现常规牛顿环实验和牛顿环变形结构实验、劈尖干涉实验以及测量未知液体折射率实验；能够通过一个光具架完成多种薄膜干涉实验，无需频繁更换实验器具，省时省力，不仅提高实验效率，更能提高实验效果。
附图说明
图1为本发明的整体结构分解图。
图2为本发明组装在一起的整体结构示意图。
图中：上架体中孔1，上架体面板2，上架体支腿3，高度调节螺栓4，高度调节滑槽5，中架体中孔6，中架体面板7，中架体支腿8，支承块9，支腿插孔10，下架体11，斜面板架12，弧形滑道13，角度调整螺栓14。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
参见附图1-2，本发明所公开的这种多功能光具架主要用于完成牛顿环的常规实验和多种牛顿环的变形结构实验。
这种光具架工分为三个部分：第一部分是上架体、第二部分是中架体、第三部分是下架体。上架体、中架体和下架体通过可调整高度的连接部件上下依次活动组装在一起，主要包括上架体中孔1，上架体面板2，上架体支腿3，高度调节螺栓4，高度调节滑槽5，中架体中孔6，中架体面板7，中架体支腿8，支承块9，支腿插孔10，下架体11，斜面板架12，弧形滑道13，角度调整螺栓14。
上架体包括上架体面板和上架体支腿，上架体支腿设置在上架体面板的底面上，置于面板四角的位置。上架体面板的中央为上架体中孔，上架体中孔的外圆周上设置有两个向外延伸的对称的矩形豁口。中架体包括中架体面板和中架体支腿，中架体支腿设置在中架体面板的四角的位置，中架体面板的四角固接在中架体支腿的中部。中架体面板的中央为中架体中孔，中架体中孔的外圆周上设置有两个向外延伸的对称的矩形豁口。上架体中孔上的矩形豁口与所述的中架体上的矩形豁口呈垂直状态布置。
下架体为立方体框架结构，在立方体框架的四角上面的位置分别有一支腿插孔。本实施例中，支腿插孔为带豁口的矩形结构。下架体内部设置有一倾斜设置的斜面板架，该斜面板架的一边与下架体一侧的底部连接，另一边与设置在下架体另一侧的弧形滑道活动连接。弧形滑道设置在下架体侧面的外部，与斜面板架侧面连接的角度调整螺栓插装在弧形滑道内，且与弧形滑道滑动配合。下架体的上面框架和下面框架的四边内侧分别固接有支承块，支承块的上表面低于下架体上面框架和下面框架的上表面。斜面板架的四边内侧分别固接有支承块，支承块的上表面低于斜面板架的上表面。斜面板架的一侧边的两端分别固接有一销轴，所述销轴分别与下架体一侧面底部的框架铰接；所述斜面板架的另一侧边的两份分别固接有角度调整螺栓，所述角度调整螺栓分别插装在下架体另一侧面的弧形滑道内，二者滑动配合；所述斜面板架的倾斜角度为0-10°。斜面板架沿其一侧的销轴做翻转动作，其另一侧的角度调整螺栓在弧形滑道内滑动，实现斜面板架的翻转。
可调整高度的连接部件包括高度调节螺栓和分别设置在上架体支腿和下架体上的高度调节滑槽。中架体支腿的上端插装在上架体支腿的内侧，高度调节螺栓插装在上架体支腿上的高度调节滑槽内，与中架体支腿顶接。中架体支腿的下端插装在下架体的支腿插孔内，高度调节螺栓插装在下架体上的高度调节滑槽内，与中架体支腿顶接。
本实施例中，上架体支腿为三角铁结构，中架体支腿为三角铁结构，中架体支腿的分布外径小于上架体支腿的分布外径，中架体支腿插装在上架体支腿内侧。下架体上面框架的上表面的四角设置有供中架体支腿插装的矩形支腿插孔，中架体支腿的分布外径小于支腿插孔的分布外径。上架体支腿的外侧设置有高度调节滑槽，即一长条孔，高度调节螺栓插装在高度调节滑槽内，二者滑动配合。下架体中，高度调节滑槽设置在下架体竖直框架上部的外侧，高度调节螺栓插装在高度调节滑槽内。高度调节螺栓的自由端套装有一个螺母或带螺纹的垫片，高度调节滑槽起到轨道的作用，螺母或垫片起到对高度调节螺栓的松紧作用。如附图2所示，中架体支腿的上部插装在上架体支腿的内侧，用高度调节螺栓的端部将中架体支腿顶紧；中架体支腿的下部插装在下架体的支腿插孔内，用高度调节螺栓的端部将其顶紧，通过松紧高度调节螺栓，调整中架体支腿的插装深度，实现对上架体、中架体高度的调整。作为优选，支腿插孔也可以选用三角形通孔结构，或者其他结构，其结构形式与中架体支腿的结构形式相匹配。上支架支腿和中支架支腿也可以采用内径不同的圆筒主体，而支腿插孔为圆形孔。
上架体中孔和中架体中孔内放置曲面玻璃或平板玻璃；所述下架体的支承块上放置曲面玻璃或平板玻璃；所述斜面板架的支承块上放置平板玻璃。
光具架的上架体与中架体放置不同的透镜和平板玻璃完成牛顿环的常规实验和多种牛顿环的变形结构实验。例如：在上架体上放置平凸透镜，中架体上放置平板玻璃，平板玻璃的直径大于预留孔的直径，这样通过调整这两部分间的距离就可以实现常规牛顿环实验和非接触式牛顿环实验；在上架体和中架体均放置上平凸透镜，则可实现平凸-平凸的牛顿环变形结构；在上架体和中架体分别放置平凸透镜和平凹透镜，则可以实现平凸-平凹牛顿环变形结构。通过旋转螺栓调节两部分间的距离，也可以实现非接触式的牛顿环实验。这样，学生们不仅可以进行常规牛顿环实验，还可以在显微镜中观察到随着光程差的变化，牛顿环条纹的外扩与收缩，动态地展示条纹级次与光程差之间的关系。
光具架下架体架主要用于进行劈尖干涉实验，在斜面上和底面上分别放上一矩形玻璃板，通过调节倾角螺栓实现改变劈尖角的功能。例如将两个平板玻璃从紧贴在一起这一状态开始，通过调节旋转螺栓，使两个玻璃板间的距离逐渐增大，这样便可以渐渐地从显微镜中观察到干涉条纹，而且干涉条纹的间距逐渐减小，向着棱边方向移动。
通过上述几方面的实验，可以大大加强学生对于光程差与干涉条纹间关系的理解，提高学生对于薄膜干涉知识的掌握和利用。

Claims (7)

1.一种多功能光具架，包括上架体、中架体和下架体，其特征在于，所述上架体、中架体和下架体通过可调整高度的连接部件上下依次活动组装在一起，其中：
所述的上架体包括上架体面板和上架体支腿，上架体支腿设置在上架体面板的底面上，置于面板四角的位置；所述上架体面板的中央为上架体中孔，上架体中孔的外圆周上设置有两个向外延伸的对称的矩形豁口；
所述的中架体包括中架体面板和中架体支腿，中架体支腿设置在中架体面板的四角的位置，中架体面板的四角固接在中架体支腿的中部；所述中架体面板的中央为中架体中孔，中架体中孔的外圆周上设置有两个向外延伸的对称的矩形豁口；
所述的下架体为立方体框架结构，在立方体框架的四角上面的位置分别有一矩形的支腿插孔；所述下架体内部设置有一倾斜设置的斜面板架，该斜面板架的一边与下架体一侧的底部连接，另一边与设置在下架体另一侧的弧形滑道活动连接；所述弧形滑道设置在下架体侧面的外部，与斜面板架侧面连接的角度调整螺栓插装在弧形滑道内，且与弧形滑道滑动配合；
所述的可调整高度的连接部件包括高度调节螺栓和分别设置在上架体支腿和下架体上的高度调节滑槽；中架体支腿的上端插装在上架体支腿的内侧，高度调节螺栓插装在上架体支腿上的高度调节滑槽内，与中架体支腿顶接；中架体支腿的下端插装在下架体的支腿插孔内，高度调节螺栓插装在下架体上的高度调节滑槽内，与中架体支腿顶接。
2.根据权利要求1所述的多功能光具架，其特征在于，所述的上架体中孔上的矩形豁口与所述的中架体上的矩形豁口呈垂直状态布置。
3.根据权利要求1所述的多功能光具架，其特征在于，所述下架体的上面框架和下面框架的四边内侧分别固接有支承块，支承块的上表面低于下架体上面框架和下面框架的上表面。
4.根据权利要求1所述的多功能光具架，其特征在于，所述的斜面板架的四边内侧分别固接有支承块，支承块的上表面低于斜面板架的上表面。
5.根据权利要求4所述的多功能光具架，其特征在于，所述斜面板架的一侧边的两端分别固接有一销轴，所述销轴分别与下架体一侧面底部的框架铰接；所述斜面板架的另一侧边的两端分别固接有角度调整螺栓，所述角度调整螺栓分别插装在下架体另一侧面的弧形滑道内，二者滑动配合；所述斜面板架的的倾斜角度为0-10°。
6.根据权利要求1所述的多功能光具架，其特征在于，所述的上架体支腿为三角铁结构，所述中架体支腿为三角铁结构；所述中架体支腿的分布外径小于上架体支腿的分布外径，中架体支腿插装在上架体支腿内侧；所述下架体上面框架的上表面的四角设置有供中架体支腿插装的矩形支腿插孔，所述中架体支腿的分布外径小于支腿插孔的分布外径。
7.根据权利要求1所述的多功能光具架，其特征在于，所述上架体中孔和中架体中孔内放置曲面玻璃或平板玻璃；所述下架体的支承块上放置曲面玻璃或平板玻璃；所述斜面板架的支承块上放置平板玻璃。
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