CN115662251A - 一种物理教学用单缝衍射实验仪器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及单缝衍射技术领域，具体为一种物理教学用单缝衍射实验仪器，包括滑轨、依次滑动安装在滑轨上的接收板、遮挡机构和射灯，遮挡机构包括位移组件、夹缝调节组件和通过传动结构连接位移组件与夹缝调节组件的联动组件；位移组件包括滑动安装在滑轨上的底座、沿着滑轨一侧铺设的齿条一和转动安装在底座上的转轴一，转轴一上设有与齿条一啮合的轮齿；夹缝调节组件包括通过支架安装在底座上的矩形框、平行于矩形框滑动安装在矩形框内的遮光板一和遮光板二，遮光板一与遮光板二相对于矩形框中线对称安装。可以减少很多操作，节省上课时间，提高教学效率。

Description

一种物理教学用单缝衍射实验仪器

技术领域

本发明涉及实验设备领域，特别涉及一种单缝干涉实验仪器。

背景技术

单缝衍射是光在传播过程中遇到障碍物，光波会绕过障碍物继续传播的一种现象，如果波长与缝、孔或障碍物尺寸相当或者更大时，衍射现象最明显。

公开号为CN108877437A的一项中国专利公开了一种单缝衍射实验仪器，包括底板、LED灯和显示板，所述显示板通过第一支撑杆固定在底板上的左端，通过滑动杆将LED灯、显示板和两根伸缩杆形成的缝三者之间连成一条直线；方便单缝衍射的实验；能够对单缝衍射的多个影像因素均进行考虑，可以为学生提供很好的演示效果，加深对单缝衍射各个因素的记忆。

但目前的单缝衍射实验仪器在演示单缝衍射时，需要固定遮挡板之间的缝宽，然后调节遮挡板的位置；为了演示单缝衍射的不同情况，需要物理老师不断固定遮挡板的位置，然后在不断调节遮挡板之间的缝宽，操作繁多，浪费上课时间。

发明内容

本发明的目的在于提供一种物理教学用单缝衍射实验仪器，可以减少遮挡板的调节操作，提高教学效率。

本发明通过以下技术方案实现：

一种物理教学用单缝衍射实验仪器，包括滑轨、依次滑动安装在滑轨上的接收板、遮挡机构和射灯，所述遮挡机构包括位移组件、夹缝调节组件和通过传动结构连接位移组件与夹缝调节组件的联动组件；所述位移组件包括滑动安装在滑轨上的底座、沿着滑轨一侧铺设的齿条一和转动安装在底座上的转轴一，转轴一上设有与齿条一啮合的轮齿；所述夹缝调节组件包括通过支架安装在底座上的矩形框、平行于矩形框滑动安装在矩形框内的遮光板一和遮光板二，遮光板一与遮光板二相对于矩形框中线对称安装。

进一步的：矩形框两侧转动连接有转轴二和转轴三，转轴二与遮光板一螺纹连接，转轴三与遮光板二螺纹连接，转轴二与转轴三上设有轮齿。

进一步的：所述联动组件包括分别与转轴一与转轴二上轮齿啮合的齿条二、齿条三，齿条二与齿条三之间通过连杆固定连接；联动组件还包括与转轴一相对安装在底座上的转轴四和齿条四，转轴四上设有轮齿，齿条四与转轴四上的轮齿啮合，齿条四与连杆之间固定连接，转轴四与转轴三之间皮带传动连接。

进一步的：遮挡机构还包括除尘组件，所述除尘组件包括竖直设置在矩形框中线下方的气筒、设在气筒中的伸缩活塞，矩形框下边框开有正对气筒的通孔。

进一步的：所述伸缩活塞底部螺纹连接有传动杆，所述传动杆底部与转轴四通过锥齿轮传动连接。

进一步的：伸缩螺塞包括活塞头和活塞杆，活塞杆分为上下两段分别为上活塞杆和下活塞杆，活塞杆上设有周向限位结构，上活塞杆和下活塞杆之间设有弹簧；上活塞杆上设有凸块一，凸块一的上表面和下表面均为斜面，气筒内壁对应于凸块一的位置设有凸块二，凸块二的上表面与凸块一的下表面型面契合，凸块二的下表面与凸块一的上表面型面契合。

进一步的：底座上设有固定座，固定座内滑动连接有水平设置的限位销，限位销上开有凹槽，连杆上滑动连接有水平设置的“L”形滑动杆，滑动杆的一端平行于滑轨方向滑动连接在连杆上，另一端放置在凹槽内。

进一步的：限位销底部设有弹簧，弹簧一端抵在固定座内，另一端抵在限位销底部。

本发明和现有技术相比有以下优点：

一、本发明通过联动装置连接单缝衍射仪中遮挡机构的位移组件和夹缝调节组件，实现位移组件和夹缝调节组件的联动调节，在调整遮挡机构与接收板之间距离的同时，自动同步调节夹缝的缝宽，减少很多调节操作，节省课堂时间，提高教学效率；

二、本发明中还包括吹气装置，通过设置吹气筒，吹气筒中的伸缩活塞与位移组件联动，实现遮挡机构在位移的同时，向遮光板一与遮光板二之间的夹缝吹气，以清除夹缝中的灰尘，避免灰尘对接收板上成像清晰度的影响，提高实验数据的准确性。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图其一；

图2为本发明的整体结构示意图其二；

图3为本发明的局部结构示意图其一；

图4为本发明的局部剖视图；

图5为本发明的图4中A部分放大图；

图6为本发明的局部结构示意图其二；

图7为本发明的局部结构示意图其三；

图8为本发明的联动组件与除尘组件连接处局部剖视图；

图9为本发明的图8中B部分放大图。

图中：

1、滑轨；2、接收板；3、射灯；4、遮挡机构；41、位移组件；411、转轴一；412、底座；413、齿条一；42、夹缝调节组件；421、矩形框；422、遮光板一；423、遮光板二；424、转轴二；425、转轴三；43、联动组件；431、连杆；432、齿条二；433、齿条三；434、齿条四；435、转轴四；436、皮带；441、气筒；4411、凸块二；442、活塞头；443、上活塞杆；4431、凸块一；444、弹簧；445、下活塞杆；446、传动杆；451、固定座；452、限位销；453、滑动杆；454、凹槽。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明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，本领域普通技术人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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本发明通过以下技术方案实现：

一种物理教学用单缝衍射实验仪器，包括滑轨1、依次滑动安装在滑轨1上的接收板2、遮挡机构4和射灯3，所述遮挡机构4包括位移组件41、夹缝调节组42件和通过传动结构连接位移组件41与夹缝调节组件42的联动组件43；所述位移组件41包括滑动安装在滑轨1上的底座412、沿着滑轨4一侧铺设的齿条一413和转动安装在底座412上的转轴一411，转轴一411上设有与齿条一413啮合的轮齿；所述夹缝调节组件42包括通过支架安装在底座412上的矩形框421、平行于矩形框421滑动安装在矩形框421内的遮光板一422和遮光板二423，遮光板一422与遮光板二423相对于矩形框421中线对称安装。矩形框421两侧转动连接有转轴二424和转轴三425，转轴二424与遮光板一422螺纹连接，转轴三425与遮光板二423螺纹连接，转轴二424与转轴三425上设有轮齿。所述联动组件43包括分别与转轴一411与转轴二424上轮齿啮合的齿条二432、齿条三433，齿条二432与齿条三433之间通过连杆431固定连接；联动组件43还包括与转轴一411相对安装在底座412上的转轴四435和齿条四434，转轴四435上设有轮齿，齿条四434与转轴四435上的轮齿啮合，齿条四434与连杆431之间固定连接，转轴四435与转轴三425之间皮带436传动连接。底座412上设有固定座451，固定座451内滑动连接有水平设置的限位销452，限位销452上开有凹槽454，连杆431上滑动连接有水平设置的“L”形滑动杆453，滑动杆453的一端平行于滑轨1方向滑动连接在连杆431上，另一端放置在凹槽454内。限位销452底部设有弹簧，弹簧一端抵在固定座451内，另一端抵在限位销452底部。

遮挡机构4还包括除尘组件，所述除尘组件包括竖直设置在矩形框421中线下方的气筒441、设在气筒441中的伸缩活塞，矩形框421下边框开有正对气筒441的通孔。所述伸缩活塞底部螺纹连接有传动杆446，所述传动杆446底部与转轴四435通过锥齿轮传动连接。伸缩螺塞包括活塞头442和活塞杆，活塞杆上设有周向限位结构，活塞杆分为上下两段分别为上活塞杆443和下活塞杆445，上活塞杆443和下活塞杆445之间设有弹簧444；上活塞杆443上设有凸块一4431，凸块一4431的上表面和下表面均为斜面，气筒441内壁对应于凸块一4431的位置设有凸块二4411，凸块二4411的上表面与凸块一4431的下表面型面契合，凸块二4411的下表面与凸块一4431的上表面型面契合。

本发明的工作原理是：

转轴一411的轮齿与齿条一413啮合，通过旋转转轴一411带动底座412在滑轨1上移动，从而带动整个遮挡机构4在滑轨1上的位置，调整遮挡机构4与接受板2和射灯3之间的距离关系。转轴二424与遮光板一422螺纹连接，所以通过旋转转轴二424可以使遮光板一422在矩形框421内滑动，同理旋转转轴三425可以使遮光板二423在矩形框421内滑动，由此，同时旋转转轴二424和转轴三425可以调节遮光板一422与遮光板二423之间的夹缝宽度，从而调节单缝衍射实验中单缝的缝宽。

本发明中遮挡机构4在滑轨1上的位置和遮光板之间的夹缝缝宽可以通过联动机构43同时调节。当需要同时调节遮挡机构4在滑轨1上的位置和遮光板之间的夹缝缝宽时，拔动限位销452，使滑动杆453落入限位销452的凹槽454中，于是滑动杆453带动连杆431同时下落，使与连杆431连接的齿条二432、齿条三433、齿条四434分别接触转轴一411、转轴二424、转轴四435，并分别与转轴一411、转轴二425、转轴四435上的轮齿啮合。如上段所述，转动转轴一411使遮挡机构4在滑轨1上位移，同时，转轴一411带动齿条二432水平运动，经过连杆431的传动，继而带动齿条三433、齿条四434均向相同方向移动。齿条三433带动转轴二424转动，从而使遮光板一422滑动；齿条四434带动转轴四435转动，转轴四435通过皮带436传动带动转轴三425转动，从而使遮光板二423滑动，由此实现同步调节遮光板一422与遮光板二423之间夹缝的缝宽。减少很多调节操作，节省课堂时间，提高教学效率。

本发明中的遮挡机构4还包括除尘组件。如上段中所述，转动转轴一411带动转轴四435转动，转轴四435通过锥形齿轮带动传动杆446转动，传动杆446与下活塞杆445之间螺纹连接，所以传动杆446转动带动下活塞杆445向上运动，下活塞杆445通过弹簧444挤压上活塞杆443，上活塞杆443上的凸块一4431与气筒441内壁的凸块二4411挤压在一起，当凸块一4411与凸块二4431相互接触斜面间的自锁摩擦力不足以抵抗弹簧444弹力时，上活塞杆443转动向上，凸块一4411与凸块二4431错位，弹簧444迅速释放的弹性势能驱动上活塞杆443快速向上运动，完成吹气动作。气筒441中吹出的空气经过矩形框421下方的通过吹向遮光板一422与遮光板二423之间的夹缝，清除夹缝中的灰尘，避免灰尘对接收板2上成像清晰度的影响，提高实验数据的准确性。

另外，本发明中遮挡机构4在滑轨1上的位置和遮光板之间的夹缝缝宽也可以分别调整。提起滑动杆453，并使限位销452在弹簧的作用下归位，将滑动杆453放置在限位销452的柱面上。由于滑动杆453高度的提升，带动连杆431高度提升，进一步带动齿条二432、齿条三433、齿条四434脱离转轴一411、转轴二424、转轴四435。此时，位移组件41与夹缝调节组件42之间互不干扰。

上述实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种物理教学用单缝衍射实验仪器，包括滑轨（1）、依次滑动安装在滑轨（1）上的接收板（2）、遮挡机构（4）和射灯（3），其特征在于：所述遮挡机构（4）包括位移组件（41）、夹缝调节组件（42）和通过传动结构连接位移组件（41）与夹缝调节组件（42）的联动组件（43）；

所述位移组件（41）包括滑动安装在滑轨（1）上的底座（412）、沿着滑轨（1）一侧铺设的齿条一（413）和转动安装在底座（412）上的转轴一（411），转轴一（411）上设有与齿条一（413）啮合的轮齿；

所述夹缝调节组件（42）包括通过支架安装在底座（412）上的矩形框（421）、平行于矩形框（421）滑动安装在矩形框（421）内的遮光板一（422）和遮光板二（423），遮光板一（422）与遮光板二（423）相对于矩形框（421）中线对称安装。

2.根据权利要求1所述的一种物理教学用单缝衍射实验仪器，其特征在于：矩形框（421）两侧转动连接有转轴二（424）和转轴三（425），转轴二（424）与遮光板一（422）螺纹连接，转轴三（425）与遮光板二（423）螺纹连接，转轴二（424）与转轴三（425）上设有轮齿。

3.根据权利要求2所述的一种物理教学用单缝衍射实验仪器，其特征在于：所述联动组件（43）包括分别与转轴一（411）与转轴二（424）上轮齿啮合的齿条二（432）、齿条三（433），齿条二（432）与齿条三（433）之间通过连杆（431）固定连接；联动组件（43）还包括与转轴一（411）相对安装在底座（412）上的转轴四（435）和齿条四（434），转轴四（435）上设有轮齿，齿条四（434）与转轴四（435）上的轮齿啮合，齿条四（434）与连杆（431）之间固定连接，转轴四（435）与转轴三（425）之间皮带（436）传动连接。

4.根据权利要求1所述的一种物理教学用单缝衍射实验仪器，其特征在于：遮挡机构（4）还包括除尘组件，所述除尘组件包括竖直设置在矩形框中线下方的气筒（441）、设在气筒（441）中的伸缩活塞，矩形框（421）下边框开有正对气筒（441）的通孔。

5.根据权利要求4所述的一种物理教学用单缝衍射实验仪器，其特征在于：所述伸缩活塞底部螺纹连接有传动杆（446），所述传动杆（446）底部与转轴四（435）通过锥齿轮传动连接。

6.根据权利要求5所述的一种物理教学用单缝衍射实验仪器，其特征在于：伸缩螺塞包括活塞头（442）和活塞杆，活塞杆上设有周向限位结构，活塞杆分为上下两段分别为上活塞杆（443）和下活塞杆（445），上活塞杆（443）和下活塞杆（445）之间设有弹簧（444）；上活塞杆（443）上设有凸块一（4431），凸块一（4431）的上表面和下表面均为斜面，气筒（441）内壁对应于凸块一（4431）的位置设有凸块二（4411），凸块二（4411）的上表面与凸块一（4431）的下表面型面契合，凸块二（4411）的下表面与凸块一（4431）的上表面型面契合。

7.根据权利要求3所述的一种物理教学用单缝衍射实验仪器，其特征在于：底座（412）上设有固定座（451），固定座（451）内滑动连接有水平设置的限位销（452），限位销（452）上开有凹槽（454），连杆（431）上滑动连接有水平设置的“L”形滑动杆（453），滑动杆（453）的一端平行于滑轨方向滑动连接在连杆（431）上，另一端放置在凹槽（454）内。

8.根据权利要求7所述的一种物理教学用单缝衍射实验仪器，其特征在于：限位销（452）底部设有弹簧，弹簧一端抵在固定座（451）内，另一端抵在限位销（452）底部。

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