CN2330032Y - 多缝夫琅禾费衍射花样动态演示仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型属教学仪器。其结构主要有固定衍射屏(3)和可动衍射屏(4),二者可相对平移,微距调节系统包括有丝杠(10)、丝杠手轮(11)、由丝杠(10)推动的滑块(8)、能使滑块(8)回复原位的弹簧(12)等,可动衍射屏(4)装在滑块(8)上。操作时,旋动丝杠手轮(11),使两块衍射屏上的狭缝进行组合,演示缝数变化或缝宽变化或缝距变化的动态衍射花样。本实用新型结构简单、操作方便、演示现象明显,衍射花样动态直观,可用于课堂教学和学生课下实习。

Description

多缝夫琅禾费衍射花样动态演示仪

本实用新型属教学仪器，特别涉及一种多缝衍射的教学演示仪器。

大学普通物理课或光学课中的光的衍射现象是学生理解较为困难的部分，通过狭缝衍射演示实验可以帮助学生学习光的衍射知识。如图1所示光路，由光源发出的光线射到衍射屏的狭缝后，在狭缝后边的观察屏上能看到多缝衍射花样。图1中，15为光源，比如激光光源，衍射屏是在遮光的底板1上开有可透光的狭缝2,16为观察屏。整个系统共轴放在一座光具导轨上。这种传统的衍射屏的缝宽和缝距是不可变的，一块衍射屏只能演示出一种衍射花样，不能观看缝宽或缝距连续变化时衍射花样的变化，即看不到动态衍射花样。要想看不同缝数(单缝、双缝、三缝、四缝等)和不同缝宽或缝距的衍射花样，就要换不同的衍射屏，操作起来十分不方便。

本实用新型采用简单的机械调节系统，设计两块衍射屏相对移动相互配合，达到能演示不同缝数，连续改变缝宽和缝距，衍射花样动态变化现象，以及操作方便的目的。

本实用新型的结构主要包括有外壳、两块衍射屏和微距调节系统。为了组装方便，外壳分为外壳底和外壳盖两部分。两块衍射屏能够相对平移，从而改变狭缝数或缝宽或缝距。其中一块衍射屏是固定安装的，称固定衍射屏，另一块可相对固定衍射屏平行移动，称可动衍射屏。可动衍射屏固定安装在滑块上，滑块靠微距调节系统中的丝杠推动沿燕尾槽平移，滑块靠弹簧拉力回复原位。

具体结构参见图2、图3、图4。图中，3为固定衍射屏，4为可动衍射屏，它们由不透光底板1及其上的透光狭缝2构成。两块衍射屏3、4安装在外壳内，所说的外壳由外壳底5和外壳盖6扣合而成，外壳底5和外壳盖6中央开有通光孔7。8为滑块，截面为梯形，垂直梯形上、下底面的中间部位与外壳相对应的开有通光孔7，滑块8与装在外壳底5里面垂直通光孔7轴线方向的燕尾槽9配合，能在其内滑动，固定衍射屏3安装在外壳盖6的内侧，可动衍射屏4安装在滑块8上，两块衍射屏3、4的狭缝2相互平行相对接触，狭缝2的方向与通光孔7的轴线方向和燕尾槽9的纵向方向都垂直。用微距调节系统使滑块8平移，并使两块衍射屏3、4的狭缝相对平行移动。所说的微距调节系统包括有丝杠10、与丝杠10尾端连为一体的丝杠手轮11，丝杠10的尖头端顶在滑块8的右端，使滑块8在丝杠10作用下在燕尾槽9内向左平移；弹簧12的一端排在滑块8的左端上，弹簧12的另一端固定于外壳底上，其弹力可使滑块8回复原位，即向右平移。

丝杠手轮11圆周面上等分刻有100或50个分格，当丝杠手轮11转动一周时，丝杠10将进动0.5mm，这样还可以在已知缝宽、缝距的情况下测出缝宽或缝距的变化。为了使两块衍射屏3、4相互配合改变缝数或缝宽或缝距，让两块衍射屏3、4接触紧凑，可以用玻璃干板制作底板1，通过微缩照相技术制作狭缝2。即衍射屏底板1是玻璃干板的，安装到外壳内时让两衍射屏底板1的乳胶面相对接触。

实施例1，单缝加半开口形式的衍射屏

如图5，衍射屏画有斜线部分为底板1不透光部分，其上有一条狭缝2，在底板1的边上开有与狭缝2平行的半开口14。

狭缝2与半开口14间的缝距可以是狭缝2缝宽的3倍。

将这样的两块衍射屏装在外壳内，且固定衍射屏3与可动衍射屏4的半开口14相对放置。从两单缝完全重合起，转动丝杠手轮11使可动衍射屏4相对固定衍射屏8平移，能产生单缝缝宽逐渐变窄的动态衍射花样；继续转动丝杠手轮11，能产生双缝、缝宽由窄变宽的动态衍射花样；进而能产生双缝、缝宽不变缝距变化的动态衍射花样；还能产生由双缝过渡到三缝的动态衍射花样。

实施例2，四缝衍射屏

如图8所示，在底板1上开有缝宽相等缝距相等的四条狭缝2。使用这样的两块衍射屏3、4，让一块相对另一块做平行移动，可演示出双缝、三缝、四缝缝宽可变的动态衍射花样。

实施例3，三缝衍射屏

在底板1上开有三条狭缝2，各条狭缝的缝宽可以是不等的，狭缝间的缝距也可以是不等的，如图7、图8所示。三缝衍射屏可以配合课本或习题，给学生做实习演示，增强感性认识，加深对课本或习题的理解。

还可以有其它许多种衍射屏的设计及固定衍射屏3和可动衍射屏4的组合，观察各种各样的衍射花样的动态变化。

本实用新型的装置结构简单、坚固耐用、调节方便、动态演示现象明显，重复性好，既可用于课堂演示又可用于学生课下实习，还能配合理论课学习或习题演示衍射花样及其变化，有助于增强学生感性认识，加深对多缝衍射全貌的了解。

附图说明：

图1是现有技术的多缝衍射光路图。

图2是本实用新型的结构侧视半剖图。

图3是图2的俯视图。

图4是图2的A-A剖面图。

图5是本实用新型的单缝加半开口形式的衍射屏示意图。

图6是本实用新型的四缝衍射屏示意图。

图7是本实用新型的三缝衍射屏示意图。

图8是本实用新型的三缝衍射屏的另一种形式。

Claims (2)

1、一种多缝夫琅禾费衍射花样动态演示仪，其结构包括有衍射屏，其特征在于，所说的衍射屏有两块，一块是固定衍射屏(3)，一块是可动衍射屏(4)，它们安装在外壳内；所说的外壳是由外壳底(5)和外壳盖(6)扣合而成，外壳底(5)和外壳盖(6)中央开有通光孔(7)；在外壳底(5)的里面垂直通光孔(7)轴线方向装有燕尾槽(9)，截面为梯形的滑块(8)与燕尾槽(9)配合，能在其内滑动，滑块(8)中间部位与外壳相对应的开有通光孔(7)，固定衍射屏(3)装在外壳盖(6)的内侧，可动衍射屏(4)装在滑块(8)上，两块衍射屏(3、4)的狭缝(2)相互平行相对接触，狭缝(2)的方向与通光孔(7)的轴线方向和燕尾槽(9)的纵向方向都垂直；滑块(8)靠微距调节系统平移，使两块衍射屏(3、4)的狭缝(2)相对平行移动；所说的微距调节系统包括有丝杠(10)、与丝杠(10)尾端连为一体的丝杠手轮(11)，丝杠(10)的尖头端顶在滑块(8)的右端，弹簧(12)的一端挂有滑块(8)的左端上，弹簧(12)的另一端固定于外壳底(5)上。

2、按照权利要求1所述的多缝夫琅禾费衍射花样动态演示仪，其特征在于所说的衍射屏底板(1)是玻璃干板，固定衍射屏(3)和可动衍射屏(4)的底板(1)乳胶面相对接触；衍射屏是三缝或四缝或一缝加半开口的。

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