CN113539030A - 一种多功能光学实验装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种多功能光学实验装置，所述多功能光学实验装置包括第一部分和第二部分，第一部分包括第一基板，第二部分包括第二基板；第一基板包括沿厚度方向相对设置的第一表面和第二表面，在第一基板的第一表面设置有向远离第二表面的方向延伸的四块第一侧板，四块第一侧板围成第一空腔；第二基板包括沿厚度方向相对设置的第三表面和第四表面，在第二基板的第三表面设置有向远离第四表面的方向延伸的四块第二侧板，四块第二侧板围成第二空腔。将第一部分和第二部分合起来形成一个手提箱，这样就可以非常方便地将整个光学实验装置带走。

Description

一种多功能光学实验装置
技术领域
本发明涉及光学设备领域，具体涉及一种多功能光学实验装置。
背景技术
现有技术中对光学实验装置也有涉及，如中国专利CN202011289382.6公开了一种大学物理实验用组合光镜装置，包括机盒，所述机盒内部设置有滑杆，所述滑杆上滑动连接有滑块，滑块一侧连接有齿轨A，滑块上表面中心位置设置有圆孔，圆孔内设置有螺杆，螺杆上螺栓连接有螺母，螺母一侧设置有齿轮B，齿轮B上表面连接有穿过滑块的旋钮B，所述螺杆另一端连接有导槽，所述导槽内滑动设置有齿轨B，所述导槽上表面设置有导轨，导轨内设置有连接在齿轨B上的连杆，连杆另一端连接有固定架，固定架上连接有透镜。中国专利CN201811172716.4提供一种拉扭组合多轴断裂实验系统，包括动态拉扭试验机以及与其相连的控制装置；动态拉扭试验机具有上夹头和下夹头和力传感器，并由上夹头、下夹头将试样装夹于其上，试样为缺口薄壁管试样，其上设有散斑；变形测量系统还包括与控制装置通过同步触发装置相连的非接触式三维应变光学测量系统，其包括与同步触发装置相连的两相机以及与两相机均相连的图像采集和数据处理装置。中国专利CN201922214056.8涉及一种杨氏双缝干涉实验系统，包括光源、干涉装置、图像显示装置；所述干涉装置选自单缝片和双缝片的组合或选自双缝片；所述图像显示装置包括摄像头、与摄像头连接的显示设备；所述光源、干涉装置和摄像头等轴设置。
然而，上述专利披露的光学实验装置都存在着实验装置体积较大，不方便携带，且只能做一种或少数几种实验，无法扩展实验种类等诸多问题。
因此，为了解决上述技术问题，亟需一种体积较小、方便携带、可以做多种实验且扩展实验种类的多功能光学实验装置。
发明内容
本发明实施例提供了一种多功能光学实验装置，以解决现有技术中的上述技术问题。
根据第一方面，本发明实施例提供了一种一种多功能光学实验装置，所述多功能光学实验装置包括第一部分和第二部分，第一部分包括第一基板，第二部分包括第二基板；第一基板包括沿厚度方向相对设置的第一表面和第二表面，在第一基板的第一表面设置有向远离第二表面的方向延伸的四块第一侧板，四块第一侧板围成第一空腔；第二基板包括沿厚度方向相对设置的第三表面和第四表面，在第二基板的第三表面设置有向远离第四表面的方向延伸的四块第二侧板，四块第二侧板围成第二空腔；在第一空腔中填充有第一填充材料，在第二空腔中填充有第二填充材料，第一填充材料和第二填充材料分别设置有多个凹槽，第一导轨设置于第一填充材料的凹槽中，第二导轨、第三导轨、第四导轨位于第二填充材料的凹槽中。
可选的是，第一导轨和第三导轨、第四导轨沿第一方向延伸，其中，第一导轨和第三导轨位于同一条直线上，第四导轨位于与第三导轨平行且不相交的第二直线上，第二导轨沿与第一方向垂直的第二方向延伸。
可选的是，第一导轨、第二导轨、第三导轨和第四导轨的上表面位于同一垂直高度。
可选的是，第一导轨、第二导轨、第三导轨和第四导轨的长度均可以调节或用不同长度的导轨作替换。
可选的是，第一部分和第二部分具有大致相同的外形形状；
优选的是，第一部分和第二部分合起来形成一个手提箱形状；
优选的是，第一部分和第二部分可以通过铰链等方式连接起来；
优选的是，第一部分和第二部分具有相同的高度、长度和宽度。
可选的是，在所述多个凹槽中还放置有平板电脑、触控笔、输入/输出接口。
可选的是，在所述多个凹槽中还放置有多个滑动座、光源、可调狭缝、像屏和多个夹持器。
可选的是，在其中一块第一侧板外表面还设置有电源接口、第二输入/输出端口、和第三输入/输出端口。
本发明实验装置在使用时将手提箱打开，并将第一基板和第二基板放置于同一个平面的工作台上，将多个滑动座、光源、可调狭缝、像屏和多个夹持器分别按实验设计要求放置于各个导轨上，即可作各种光学实验并测量数据以作科学研究、或作为教具向学生展示各种光学实验。在作光学实验之前，可以将平板电脑连接到输入/输出端口中，在平板电脑中可以存储各种实验说明、实验指导、或实验动画等等，用户可以根据这些实验说明、实验指导、或实验动画来学习如何做各种各样的光学实验。在做完实验后，将滑动座、光源、可调狭缝、像屏和多个夹持器等从导轨上取下，并放入填充材料中的凹槽中，然后将第一部分和第二部分合起来形成一个手提箱，这样就可以非常方便地将整个光学实验装置带走。
附图说明
通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：
图1显示为本发明中多功能光学实验装置的透视图。
图2显示为本发明中多功能光学实验装置的俯视图。
图3显示为本发明中多功能光学实验装置的主视图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，本领域技术人员在没有作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。
本发明提供一种多功能光学实验装置，如图1-3所示，本发明的多功能光学实验装置包括第一部分和第二部分，第一部分和第二部分具有大致相同的外形形状，且第一部分和第二部分合起来形成一个手提箱形状，第一部分和第二部分可以通过铰链等方式连接起来。在第一部分和/或第二部分中还可以设置有提手(未示出)，以方便携带和移动。在一个具体的实施例中，第一部分和第二部分具有相同的高度、长度和宽度。其中第一部分包括第一基板101，第二部分包括第二基板102，第一基板101包括沿厚度方向相对设置的第一表面和第二表面，在第一基板101的第一表面设置有向远离第二表面的方向延伸的四块第一侧板103，四块第一侧板103围成一个长方体的第一空腔；相应地，第二基板102包括沿厚度方向相对设置的第三表面和第四表面，在第二基板102的第三表面设置有向远离第四表面的方向延伸的四块第二侧板104，四块第二侧板104围成一个长方体的第二空腔。
在一个具体的实施例中，第一基板101和第二基板102具有相同的高度、长度和宽度，第一空腔和第二空腔同样具有相同的高度、长度和宽度。在其中一块第一侧板103远离第一基板101的方向的一端设置有铰链，在相同长度的第二侧板104远离第二基板102的方向的一端同样设置有铰链，从而将所述第一侧板103和第二侧板104铰合起来。
在第一空腔中填充有第一填充材料131，在第二空腔中填充有第二填充材料132，所述填充材料131、132可以是弹性、柔性或有孔隙的材料。在一个具体的实验中，在第一空腔和第二空腔中均填充有泡沫材料。
第一空腔和第二空腔的长度范围在30-100cm，宽度在30-80cm，厚度在10-30cm。
在所述填充材料中设置有多个凹槽用以放置平板电脑121、触控笔122、输入/输出接口123、第一导轨111、第二导轨112、第三导轨113、第四导轨114、多个滑动座、光源115、可调狭缝、像屏和多个夹持器。所述光源115可以是小型激光器。输入/输出端口123可以是USB接口、HDMI接口等等。
在一个具体的实施例中，第一导轨111设置于第一填充材料131的凹槽中，第二导轨112、第三导轨113、第四导轨114位于第二填充材料132的凹槽中。第一导轨111和第三导轨113、第四导轨114沿第一方向延伸，其中，第一导轨111和第三导轨113位于同一条直线上，第四导轨114位于与第三导轨113平行且不相交的第二直线上。第二导轨112沿与第一方向垂直的第二方向延伸。
在一个具体的实施例中，第一导轨111、第二导轨112、第三导轨113、第四导轨114的上表面位于同一垂直高度。
在一个具体的实施例中，第一导轨111、第二导轨112、第三导轨113、第四导轨114的长度均可以调节或用不同长度的导轨作替换，以设计更多种光学实验。
如图3所示，在一个具体的实施例中，在其中一块第一侧板103外表面还可以设置有电源接口153、第二输入/输出端口151、第三输入/输出端口152。其中，电源接口153可以为平板电脑121供电。
本发明的实验装置在使用时将手提箱打开，并将第一基板101和第二基板102放置于工作台上并使第一基板101和第二基板102的底面位于同一个平面上，第一导轨111、第二导轨112、第三导轨113、第四导轨114的上表面位于同一垂直高度，将多个滑动座、光源115、可调狭缝、像屏和多个夹持器分别按实验设计要求放置于各个导轨上，即可作各种光学实验并测量数据以作科学研究、或作为教具向学生展示各种光学实验。在作光学实验之前，可以将平板电脑121连接到输入/输出端口123中，在平板电脑121中可以存储各种实验说明、实验指导、或实验动画等等，用户可以根据这些实验说明、实验指导、或实验动画来学习如何做各种各样的光学实验。在做完实验后，将滑动座、光源115、可调狭缝、像屏和多个夹持器等从导轨上取下，并放入填充材料中的凹槽中，然后将第一部分和第二部分合起来形成一个手提箱，这样就可以非常方便地将整个光学实验装置带走。
本装置具体地可以做多种几何光学实验，包括：透镜成像实验、多透镜组合成像实验、三棱镜最小偏向角测量，三棱镜色散实验；物理光学实验：小孔衍射实验、单缝衍射实验、柏松亮斑实验、双缝干涉实验、迈克尔逊干涉仪实验、马赫-曾德尔干涉实验、透射光栅实验、反射光栅实验、偏正测量实验等。
例如，透镜成像实验：可以将白光光源放在第一导轨111上，透镜放在第一导轨111上，接收屏放在第三导轨113上从而完成透镜成像实验。
小孔衍射实验：可以将激光器放在第一导轨111上，小孔放在第一导轨111上，接收屏放在第三导轨113上从而完成小孔衍射实验。
迈克尔干涉实验：可以将激光器放在第一导轨111上，分束镜放在第二导轨112上，反射镜1放在第二导轨112上，反射镜2放在第三导轨113上，调节光路，在第二导轨112上放置光屏或CCD可以看到干涉条纹，可以在第三导轨113上滑动反射镜，观察条纹变化规律。
马赫-曾德尔干涉实验：可以将激光器放在第三导轨114上，出光方向向左，第一分束镜放在第三导轨114上，第一反射镜放在第二导轨112上，第二反射镜放在第三导轨113上，第二分束镜放在第二导轨112上调节光路，在第二导轨112上放置光屏或CCD，也可在第一导轨111上放置光屏或CCD，光屏或CCD前可以放置透镜成像，调节激光方向让两束激光重叠可以看到干涉条纹。可以在第三导轨113上调节反射镜方向，观察条纹变化规律。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明，本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (8)

1.一种多功能光学实验装置，其特征在于，所述多功能光学实验装置包括第一部分和第二部分，第一部分包括第一基板，第二部分包括第二基板；第一基板包括沿厚度方向相对设置的第一表面和第二表面，在第一基板的第一表面设置有向远离第二表面的方向延伸的四块第一侧板，四块第一侧板围成第一空腔；第二基板包括沿厚度方向相对设置的第三表面和第四表面，在第二基板的第三表面设置有向远离第四表面的方向延伸的四块第二侧板，四块第二侧板围成第二空腔；在第一空腔中填充有第一填充材料，在第二空腔中填充有第二填充材料，第一填充材料和第二填充材料分别设置有多个凹槽，第一导轨设置于第一填充材料的凹槽中，第二导轨、第三导轨、第四导轨位于第二填充材料的凹槽中。
2.根据权利要求1所述的多功能光学实验装置，其特征在于，第一导轨和第三导轨、第四导轨沿第一方向延伸，其中，第一导轨和第三导轨位于同一条直线上，第四导轨位于与第三导轨平行且不相交的第二直线上，第二导轨沿与第一方向垂直的第二方向延伸。
3.根据权利要求1所述的多功能光学实验装置，其特征在于，第一导轨、第二导轨、第三导轨和第四导轨的上表面位于同一垂直高度。
4.根据权利要求1所述的多功能光学实验装置，其特征在于，第一导轨、第二导轨、第三导轨和第四导轨的长度均可以调节或用不同长度的导轨作替换。
5.根据权利要求1所述的多功能光学实验装置，其特征在于，第一部分和第二部分具有大致相同的外形形状；
优选的是，第一部分和第二部分合起来形成一个手提箱形状；
优选的是，第一部分和第二部分通过铰链连接起来；
优选的是，第一部分和第二部分具有相同的高度、长度和宽度。
6.根据权利要求1所述的多功能光学实验装置，其特征在于，在所述多个凹槽中还放置有平板电脑、触控笔、输入/输出接口。
7.根据权利要求1所述的多功能光学实验装置，其特征在于，在所述多个凹槽中还放置有多个滑动座、光源、可调狭缝、像屏和多个夹持器。
8.根据权利要求1所述的多功能光学实验装置，其特征在于，在其中一块第一侧板外表面还设置有电源接口、第二输入/输出端口、和第三输入/输出端口。
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