CN109036054A - 一种专用于单缝衍射实验的演示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及教学用具领域，具体为一种专用于单缝衍射实验的演示装置，包括铁板，铁板上固定有变角度调节机构，变角度调节机构的两侧分别有激光发射器和投影板，变角度调节机构包括环架和环板，环架的外圆边上等间隔设置有多组调节组件，调角组件指向环架圆心的端部活连接有两个结构相同的连杆，且相邻的两个调角组件上的两个相邻的连杆指向环架圆心的端头处通过销轴铰接连接，环板的外圆边上设置有与调角组件对应的圆弧形的凹槽。该种用于单缝衍射实验的演示装置，能够实现在缝宽连续性变化的情况下激光投影衍射图像的连续性采集，一次即可得到相应的衍射图像，操作简单，劳动量小，生动有趣，有助于提高学生的兴趣，非常适合在教学中推广。
Description
技术领域
本发明涉及教学用具领域，具体为一种专用于单缝衍射实验的演示装置。
背景技术
单缝衍射实验是大学基础教学重要的内容之一，其应用广泛，有非常重要的应用价值。目前为了便于学生对于单缝衍射的理解，实验室配备了相应的实验器材，但是目前的实验器材均不能进行连续的缝宽变化与投影形态的对应图像的采集，即目前的实验器材操作方式是间断式调节缝宽并单独采集图样进行收集对比分析，一方面比较复杂劳动量大，另一方面枯燥无趣不利于提高学生的兴趣，鉴于此，我们提出一种专用于单缝衍射实验的演示装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种专用于单缝衍射实验的演示装置，以解决上述背景技术中提出的问题。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种专用于单缝衍射实验的演示装置，包括铁板，铁板上固定有变角度调节机构，变角度调节机构的两侧分别有激光发射器和投影板，变角度调节机构包括环架和环板，且环架和环板同轴相互转动连接，环架通过立柱固定在铁板上，环架的外圆边上等间隔设置有多组调节组件，调角组件指向环架圆心的端部活连接有两个结构相同的连杆，且相邻的两个调角组件上的两个相邻的连杆指向环架圆心的端头处通过销轴铰接连接，环板的外圆边上设置有与调角组件对应的圆弧形的凹槽，立柱上通过悬臂和轴承连接有驱动机构。
优选的，调角组件包括固定在环架外圆边上的L型支架二，且L型支架二上的水平段端部滑动插接有导杆，导杆下端连接有滚轮，且滚轮与凹槽滚动连接。
优选的，调角组件还包括L型支架一，L型支架一的水平段端部固定连接导杆的上端，且L型支架一的水平段与L型支架二的水平段之间连接有弹簧，L型支架一的竖直段下端指向环架的圆心，并通过销轴铰接连接两个连杆的端部。
优选的，立柱上的驱动机构包括蜗杆，蜗杆与环板上的两个相邻凹槽之间的弧形面通过齿牙啮合连接。
优选的，铁板上垂直于环架所在平面的方向上固定有截面为燕尾型的滑轨，滑轨上滑动连接有两个磁铁块，且两个磁铁块分别位于变角度调节机构的两侧。
优选的，投影板通过杆状物固定连接在对应的磁铁块上，另一个所述磁铁块上垂直向上固定有角钢架，且激光发射器的非发射端通过磁性件吸附固定在角钢架上。
与现有技术相比，本发明的有益效果：通过利用蜗杆带动环板转动通过凹槽对调角组件施力，并对两个连杆的角度进行调节，从而能够实现在缝宽连续性变化的情况下激光投影衍射图像的连续性采集，一次即可得到相应的衍射图像，操作简单，劳动量小；连杆的变化形式新颖，并且实验效果明显，生动有趣，有助于提高学生的兴趣，非常适合在教学中推广。
附图说明
图1为本发明中的变角度调节机构结构示意图；
图2为图1中的A-A截面视角结构示意图。
图中：1铁板；2立柱；3环板；4调角组件；5凹槽；6连杆；7L型支架一；8弹簧；9L型支架二；10滚轮；11环架；12导杆；13蜗杆；14滑轨；15磁铁块；16角钢架；17激光发射器；18投影板。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术工作人员员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种专用于单缝衍射实验的演示装置包括铁板1，铁板1上固定有变角度调节机构，变角度调节机构的两侧分别有激光发射器17和投影板18，铁板1上垂直于环架11所在平面的方向上固定有截面为燕尾型的滑轨14，滑轨14上滑动连接有两个磁铁块15，且两个磁铁块15分别位于变角度调节机构的两侧，投影板18通过杆状物固定连接在对应的磁铁块15上，另一个所述磁铁块15上垂直向上固定有角钢架16，激光发射器17的非发射端通过磁性件吸附固定在角钢架16上。
变角度调节机构包括环架11和环板3，环架11和环板3同轴相互转动连接，环架11通过立柱固定在铁板1上，环架11的外圆边上等间隔设置有多组调节组件4，调角组件4指向环架11圆心的端部活连接有两个结构相同的连杆6，连杆6由不透光材质制成，相邻的两个调角组件4上的两个相邻的连杆6指向环架11圆心的端头处通过销轴铰接连接，环板3的外圆边上设置有与调角组件4对应的圆弧形的凹槽5，立柱2上通过悬臂和轴承连接有蜗杆13，蜗杆13与环板3上的两个相邻凹槽5之间的弧形面通过齿牙啮合连接。
调角组件4包括固定在环架11外圆边上的L型支架二9，且L型支架二9上的水平段端部滑动插接有导杆12，导杆12下端连接有滚轮10，滚轮10与凹槽5滚动连接，调角组件4还包括L型支架一7，L型支架一7的水平段端部固定连接导杆12的上端，且L型支架一7的水平段与L型支架二9的水平段之间连接有弹簧8，L型支架一7的竖直段下端指向环架11的圆心，并通过销轴铰接连接两个连杆6的端部。
本实施例中，相邻的两个调角组件4上的两个相邻的连杆6之间的夹角不得为180°，避免出现死点状态。
本实施例中，在进行单缝衍射实验的演示时，操作如下：
步骤一：沿滑轨14的走向调整两个磁铁块15与变角度调节机构的距离，调节激光发射器17在角钢架16上的位置，利用激光发射器17非发射端的磁性件在角钢架16上上下移动或者左右移动，使的激光发射的激光线能够穿过变角度调节机构的中心投射在投影板18的中心位置；
步骤二：正向或反向转动蜗杆13，蜗杆13带动环板3转动，环板3的转动通过凹槽5对滚轮10施加作用力，滚轮10对导杆12施加作用力在L型支架二9的导向作用下使得导杆12做靠近或远离环架11中心的直线运动，当导杆12向环架11的圆心远离时，连杆6之间相互扩展打开，当滚轮10处于凹槽5的端部位置时相邻的两个调角组件4上的两个相邻的连杆6之间的夹角最大，此时同一调角组件4上的两个连杆6夹角最大，即变缝夹角最大，导杆12向环架11的圆心远离的同时弹簧8受力拉伸伸长，当导杆12向环架11的圆心靠近时，在弹簧8的作用下，带动L型支架一7和导杆8同步向环架11的圆心处移动，此时连杆6之间相互聚拢，当滚轮10处于凹槽5的中心位置时，弹簧8复位相邻的两个调角组件4上的两个相邻的连杆6之间的夹角为90°，此时同一调角组件4上的两个连杆6夹角为0，即变缝夹角最小。
按照上述步骤二的操作改变同一调角组件4上的两个连杆6夹角大小，以达到激光发射器发射的激光源射向连杆6间的变角度狭缝在屏幕上出现明显清晰衍射图样，可从衍射图样中得出夹缝宽度越大中央衍射光斑越窄，在同一个狭缝下得出同级衍射条纹随着缝宽的增大衍射角变小，操作简单便捷，而且可以得出中心对称式衍射图样，增大趣味性，新颖性，帮助学生更好的理解实验原理，有助于提高教学质量。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术工作人员员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (6)
1.一种专用于单缝衍射实验的演示装置，包括铁板(1)，其特征在于：所述铁板(1)上固定有变角度调节机构，所述变角度调节机构的两侧分别有激光发射器(17)和投影板(18)，所述变角度调节机构包括环架(11)和环板(3)，且环架(11)和环板(3)同轴相互转动连接，所述环架(11)通过立柱固定在铁板(1)上，所述环架(11)的外圆边上等间隔设置有多组调节组件(4)，所述调角组件(4)指向环架(11)圆心的端部活连接有两个结构相同的连杆(6)，且相邻的两个调角组件(4)上的两个相邻的连杆(6)指向环架(11)圆心的端头处通过销轴铰接连接，所述环板(3)的外圆边上设置有与调角组件(4)对应的圆弧形的凹槽(5)，所述立柱(2)上通过悬臂和轴承连接有驱动机构。
2.根据权利要求1所述的一种专用于单缝衍射实验的演示装置，其特征在于：所述调角组件(4)包括固定在环架(11)外圆边上的L型支架二(9)，且L型支架二(9)上的水平段端部滑动插接有导杆(8)，所述导杆(8)下端连接有滚轮(10)，且滚轮(10)与凹槽(5)滚动连接。
3.根据权利要求2所述的一种专用于单缝衍射实验的演示装置，其特征在于：所述调角组件(4)还包括L型支架一(7)，所述L型支架一(7)的水平段端部固定连接导杆(8)的上端，且L型支架一(7)的水平段与L型支架二(9)的水平段之间连接有弹簧(8)，所述L型支架一(7)的竖直段下端指向环架(11)的圆心，并通过销轴铰接连接两个连杆(6)的端部。
4.根据权利要求1所述的一种专用于单缝衍射实验的演示装置，其特征在于：所述立柱(2)上的驱动机构包括蜗杆(13)，所述蜗杆(13)与环板(3)上的两个相邻凹槽(5)之间的弧形面通过齿牙啮合连接。
5.根据权利要求1所述的一种专用于单缝衍射实验的演示装置，其特征在于：所述铁板(1)上垂直于环架(11)所在平面的方向上固定有截面为燕尾型的滑轨(14)，所述滑轨(14)上滑动连接有两个磁铁块(15)，且两个磁铁块(15)分别位于变角度调节机构的两侧。
6.根据权利要求5所述的一种专用于单缝衍射实验的演示装置，其特征在于：所述投影板(18)通过杆状物固定连接在对应的磁铁块(15)上，另一个所述磁铁块(15)上垂直向上固定有角钢架(16)，且激光发射器(17)的非发射端通过磁性件吸附固定在角钢架(16)上。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN113012542A (zh) * | 2020-10-23 | 2021-06-22 | 苏州巴涛信息科技有限公司 | 教学用单缝衍射和双缝干涉实验演示一体化装置 |
| CN115909868A (zh) * | 2022-10-20 | 2023-04-04 | 中国人民解放军国防科技大学 | 一种多功能光学干涉衍射仪 |
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2018
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|---|---|---|---|---|
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