SU1576902A1 - Demonstration device on physics - Google Patents

Demonstration device on physics Download PDF

Info

Publication number
SU1576902A1
SU1576902A1 SU874310478A SU4310478A SU1576902A1 SU 1576902 A1 SU1576902 A1 SU 1576902A1 SU 874310478 A SU874310478 A SU 874310478A SU 4310478 A SU4310478 A SU 4310478A SU 1576902 A1 SU1576902 A1 SU 1576902A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
optical
plates
light filter
demonstration
physics
Prior art date
Application number
SU874310478A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валерий Павлович Мигаль
Константин Олегович Кирпосенко
Original Assignee
Харьковский авиационный институт им.Н.Е.Жуковского
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Харьковский авиационный институт им.Н.Е.Жуковского filed Critical Харьковский авиационный институт им.Н.Е.Жуковского
Priority to SU874310478A priority Critical patent/SU1576902A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1576902A1 publication Critical patent/SU1576902A1/en

Links

Abstract

Изобретение относитс  к учебным демонстрационным приборам по физике. Целью изобретени   вл етс  расширение демонстрационных возможностей и повышение нагл дности прибора. Дл  достижени  поставленной цели демонстрационный прибор по физике, содержащий последовательно установленные на оптической скамье источник света, конденсатор, светофильтр, пол ризатор, оптический объект, анализатор, объектив и экран, имеет оптический компенсатор, расположенный между оптическим объектом и анализатором, при этом оптический компенсатор выполнен в виде пакета плоских прозрачных пластин, помещенных в металлическую рамку с винтами, создающими напр жение изгиба или кручени , а в качестве светофильтра применен интерференционный светофильтр, установленный на поворотном основании. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.The invention relates to educational demonstration devices in physics. The aim of the invention is to expand the demonstration capabilities and increase the consistency of the instrument. To achieve this goal, a physics demonstration device containing a light source, a condenser, a light filter, a polarizer, an optical object, an analyzer, an objective lens and a screen mounted sequentially on an optical bench has an optical compensator located between the optical object and the analyzer, and the optical compensator is made in the form of a package of flat transparent plates placed in a metal frame with screws that create a bending or torsional stress, and interference is used as a light filter One-way light filter mounted on a swivel base. 2 hp f-ly, 2 ill.

Description

Изобретение относитс  к учебным демонстрационным приборам по физике.The invention relates to educational demonstration devices in physics.

Цель изобретени  - расширение демонстрационных возможностей и повышение нагл дности прибора.The purpose of the invention is to expand the demonstration capabilities and increase the consistency of the instrument.

.На фиг.1 приведена схема предлагаемого прибора с пластинами, деформируемым изгибом; на фиг.2 - то же,с пластинами, деформируемыми кручением.. Figure 1 shows the scheme of the proposed device with plates, deformed by bending; figure 2 - the same, with plates, deformable torsion.

Прибор содержит источник 1 света, конденсатор 2, интерференционный светофильтр 3, поворотную опору 4, пол ризатор 5, оптический объект 6, оптический компенсатор 7, анализатор 8, объектив 9 и экран 10.The device contains a light source 1, a condenser 2, an interference light filter 3, a rotary support 4, a polarizer 5, an optical object 6, an optical compensator 7, an analyzer 8, a lens 9 and a screen 10.

Компенсатор помещен в кассету, имеющую средство дл  задачи деформации изгиба или кручени  составл ющему компенсатор пакету пластин, расположенных перпендикул рно оптической осн.The compensator is placed in a cassette having means for the task of bending or twisting the component of the compensator to a package of plates arranged perpendicular to the optical base.

Б качестве компенсатора используетс  пакет плоских прозрачных пластин , создание в которых деформации изгиба или кручени  позвол ет преобразовывать эллиптическое двупре- ломление или поворот плоскости пол ризации в смещение нейтральных линий. Причем величина смещени  пропорциональна эллиптическому двупреломле- нию, если в пластинах создана деформаци  изгиба, или углу поворота плоскости пол ризации, если в пластинах создана деформаци  кручени . Нейтральна  лини  - это темна  полоса,B as a compensator, a package of flat transparent plates is used, in which the creation of flexural or torsional deformations allows one to transform an elliptical double refraction or rotation of the polarization plane into an offset of neutral lines. Moreover, the magnitude of the displacement is proportional to the elliptical birefringence, if a bend deformation is created in the plates, or the angle of rotation of the polarization plane, if the torsion deformation is created in the plates. The neutral line is a dark band,

СПSP

JJ

О5O5

со о ьоsoo

315315

котора  отчетливо видна1 в большой аудитории на экране.which is clearly visible1 in a large audience on the screen.

Использование такого компенсатора позвол ет не только повысить нагл дность демонстрации (за счет визуализации распределени  величины двупреломлени  в объекте или одновременного наблюдени  нескольких объектов ) , но и обеспечивает демонстрацию р да новых закономерностей (например , дисперсию в оптически активных материалах, вторичный электрооптический эффект и др.).The use of such a compensator makes it possible not only to increase the consistency of the demonstration (by visualizing the distribution of the birefringence value in the object or by simultaneously observing several objects), but also provides a demonstration of a number of new patterns (for example, dispersion in optically active materials, secondary electro-optical effect, etc. ).

Световой поток от источника 1 света , пройд  конденсор 2, светофильтр 3, пол ризатор 5, становитс  линейно пол ризованным и проходит через оптический объект 6 и оптический компенсатор 7, затем, пройд  анализатор 8 и объектив 9, попадает на экран 10, где проецируетс  изображение оптического объекта.The light flux from the light source 1, passing the condenser 2, the light filter 3, the polarizer 5, becomes linearly polarized and passes through the optical object 6 and the optical compensator 7, then, after passing through the analyzer 8 and the lens 9, it hits the screen 10 where the image is projected optical object.

Когда прозрачные пластинки изгибаютс  в виде дуги, то линии по центру каждой пластинки остаютс  недеформируемые , т.е. представл ют собой нейтральные области. Часть пластинок выше нейтральной линии испытывает напр жение раст жени , а часть ниже этой линии - напр жение сжати . В результате верхн   часть пластинок ведет себ  как положительный кристалл а нижн   - как отрицательный одноосный кристалл. Если такой пакет пластинок рассматривать в параллельном пол ризованном свете при скрещенных пол роидах,то свет будет полностью гаситьс  лишь вдоль нейтральных линий . Поэтому при изгибе пакета прозрачных пластин в пол ризованном свете наблюдаетс  система параллельных темных линий на фоне светлого пол . Прибор позвол ет демонстрировать искусственную оптическую анизотропию т.е.  вление фотоупругости. Дл  этого вначале демонстрируют пластинки оптического элемента без сжати , а затем, постепенно увеличива  величи- ну сжати , показывают по вление полос высших пор дков. Снова устанавливают лишь темные нейтральные линии и ввод т в поле зрени  модель объекта; выполненного из оргстекла и подвергнутого внешнему воздействию. На экране отчетливо видны искаженные нейтральные линии, которые показыва- ют, где в модели имеютс  напр жени  сжати , а где раст жени , а также веWhen the transparent plates are bent in the form of an arc, the lines along the center of each plate remain non-deformable, i.e. are neutral areas. A part of the plates above the neutral line is under tension, and a part below this line is compressive. As a result, the upper part of the plates behaves as a positive crystal and the bottom one as a negative uniaxial crystal. If such a packet of plates is viewed in parallel polarized light with crossed poloid, then the light will be completely extinguished only along neutral lines. Therefore, when bending a pack of transparent plates in polarized light, a system of parallel dark lines is observed against a bright floor. The device allows to demonstrate artificial optical anisotropy. photoelasticity phenomenon. For this, the plates of the optical element are first demonstrated without compression, and then, gradually increasing the compression value, the appearance of bands of higher order is shown. Again, only dark neutral lines are established and an object model is introduced into the field of view; made of plexiglass and subjected to external influence. Distorted neutral lines are clearly visible on the screen, which show where the model has compressive stresses and where there is tension and tension.

личину смещени  нейтральной линии, пропорциональной величине напр жени  в той или иной точке объекта.the displacement of the neutral line proportional to the magnitude of the voltage at one or another point of the object.

Таким образом, на экране видно не только распределение напр жени  в оптическом объекте, но и величину напр жени , котора  без оптического компенсатора 7 визуально не видна. При демонстрации принципа действи Thus, the screen shows not only the voltage distribution in the optical object, but also the voltage that is not visible visually without the optical compensator 7. When demonstrating the principle of action

пластинки records

в качестве оптическогоas optical

объекта 6 устанавливают пластинкуobject 6 set the plate

1-51-5

- -. При ее- -. With her

вращении на 180° нейт0180 ° rotation neto0

5five

00

3535

4040

4545

5050

5five

ральные линии смещаютс  вверх и вниз относительно начального положени .Ronal lines are shifted up and down relative to the initial position.

Кроме того, прибор позвол ет демонстрировать принцип действи  пластинки в длину волны. В качестве объекта 6 устанавливают пластинку в длину волны / 575 нм (так называемую чувствительную пластинку). На экране верхн   часть пластин оптического элемента принимает индигосинюю окраску , а нижн   - пурпурно-красную.In addition, the device allows you to demonstrate the principle of the plate in wavelength. As the object 6 set the plate in the wavelength / 575 nm (the so-called sensitive plate). On the screen, the upper part of the plates of the optical element takes on an indigo blue color, and the lower part takes on a purple-red one.

При демонстрации электрооптического эффекта в кристаллах в качестве оптического объекта используют электрооптический кристалл (например , ДКДР ZnSe). При прикладывании к нему посто нного электрического пол  на экране видно смещение нейтральной линии, величийа которого пропорциональна электрическому полю. При смене направлени  пол  на противоположное нейтральна  лини  смещаетс  в другую сторону. Это демонстраци  электрооптического эффекта при посто нном механическом напр жении, т.е. когда кристалл механически свободен. При демонстрации дисперсии линейного двупреломлени  в качестве оптического объекта используют кристалл, имеющий значительную дисперсию двупреломлени  в видимой области спектра, например монокристалл селенида цинка, легирование которого магнием приводит к возникновению двупреломлени . Величина смещени  нейтральной линии, видима  на экране , при уменьшении длины волны от 0,64 до 0,,5 мкм уменьшаетс  до нул .When demonstrating an electro-optical effect in crystals, an electro-optical crystal is used as an optical object (for example, DKDR ZnSe). When a constant electric field is applied to it, the screen shows a displacement of the neutral line, the magnitude of which is proportional to the electric field. When the direction changes to the opposite neutral line, it shifts to the other side. This is a demonstration of the electro-optical effect under a constant mechanical stress, i.e. when the crystal is mechanically free. When demonstrating the dispersion of linear birefringence, a crystal with a significant dispersion of birefringence in the visible spectrum is used as an optical object, for example, a single crystal of zinc selenide, doping of which with magnesium leads to birefringence. The magnitude of the displacement of the neutral line, visible on the screen, decreases as the wavelength from 0.64 to 0, 5 µm decreases to zero.

Когда в прозрачной пластине создаютс  напр жени  кручени , то- лини  по центру пластинки остаетс  недеформируемой , т.е. представл ет собойWhen torsional stresses are created in the transparent plate, the lines in the center of the plate remain undeformable, i.e. represents

нейтральную область. В результате верхн   часть пластинки ведет себ  как правовращающий кристалл,а нижн   - как левовращающий кристалл (или наоборот). Поэтому при кручении пакета прозрачных пластин в пол ризованном свете наблюдаетс  система параллельных темных линий на фоне светлого пол .neutral area. As a result, the upper part of the plate behaves as a right-handed crystal, and the bottom - as a left-handed crystal (or vice versa). Therefore, when the package of transparent plates is twisted in polarized light, a system of parallel dark lines is observed against a light floor.

Прибор позвол ет демонстрировать следующие закономерности: вращение плоскости пол ризации раствором са-, хара, Дл  этого берут в качестве оптического объекта 6 трубки с окнами , заполн ют их раствором сахара от 10% до насыщенного. Затем эти . трубки (3-4 шт.) устанавливают на пути лучей между пол ризатором и оптическим компенсатором 7. После фокусировки на экране 10 видны линии, величина смещени  которых пропорциональна концентрации сахара в трубке, поэтому и величина смещени  дл  каждой трубки разна ;The device allows to demonstrate the following regularities: rotation of the plane of polarization with aa-, hara solution. To do this, take 6 tubes with windows as an optical object, fill them with a sugar solution from 10% to saturated. Then these. tubes (3-4 pieces) are installed in the path of the rays between the polarizer and the optical compensator 7. After focusing on the screen 10, lines are visible, the amount of displacement of which is proportional to the sugar concentration in the tube, therefore the amount of displacement for each tube is different;

вращение плоскости пол ризации кварцем. Дл  этого в качестве оптического объекта 6 используют несколько плоскопараллельных пластинок разной толщины пор дка 3-10 мм, вырезанных перпендикул рно оптической оси. Необходимо иметь право- и левовраща- кицие кварцевые пластинки. Устанавливают пластинки между пол ризатором 5 и оптическим компенсатором 7 и демонстрируют следующие  влени : смещение нейтральной линии вверх или вниз при смене левовращающей на правовращающу пластинку; показывают увеличение угл вращени  при большой толщине пластинки , дл  чего складывают последова- ; тельно несколько тонких пластинок, при этом смещение нейтральных линий компенсатора будет увеличиватьс ;. используют интерференционный светофильтр 0,64 мкм и,враща  его вокруг вертикальной оси (при этом измен етс  длина волны света), показывают дисперсию двупреломпени . При этом величина смещени  нейтральной линии будет зависеть от длины волны.rotation of the polarization plane by quartz. For this purpose, several plane-parallel plates of different thickness, on the order of 3-10 mm, cut perpendicular to the optical axis, are used as the optical object 6. It is necessary to have right- and left-handed quartz plates. Plates are installed between the polarizer 5 and the optical compensator 7 and demonstrate the following phenomena: the displacement of the neutral line up or down when changing the levorotatory to the right rotational plate; show an increase in the angle of rotation with a large plate thickness, for which the sequence is folded; few thin plates, while the offset of the neutral lines of the compensator will increase;. an interference filter of 0.64 µm is used and, rotating it around the vertical axis (the wavelength of the light changes), the dispersion of bireflection is shown. The amount of displacement of the neutral line will depend on the wavelength.

Прибор может использоватьс  дл  демонстрации эффектов: Фараде  элек- трогирации, пьезооптической активности . Дл  этого специально ориентированный кристалл помещаетс  между пол ризатором и оптическим компенсатором 7. При внешнем воздействии (магнитное или электрическое поле, , механическое напр жение) наблюдаетс The device can be used to demonstrate the effects of: Farad electrography, piezo-optic activity. For this purpose, a specially oriented crystal is placed between the polarizer and the optical compensator 7. When externally applied (magnetic or electric field, mechanical stress),

5 смещение нейтральной линии, указывающее на поворот плоскости пол ризации.5 offset of the neutral line, indicating the rotation of the polarization plane.

Claims (3)

Формула изобретени Invention Formula 0 1. Демонстрационный прибор по физике , содержащий последовательно установленные на оптической скамье источник света, конденсор, светофильтр , пол ризатор, оптический объ5 ект, анализатор, объектив и экран, отличающийс  тем, что,с целью расширени  демонстрационных возможностей и повышени  нагл дности, он имеет расположенный между пол ри0 затором и объектом оптический компенсатор , выполненный в виде пакета пластин , установленных перпендикул рно оптической оси в кассете, имеющей средство дл  деформации пластин, а светофильтр выполнен интерференционным и установлен в поворотной опо- ре.0 1. A demonstration device in physics containing a light source, a condenser, a light filter, a polarizer, an optical object, an analyzer, an objective lens and a screen, successively installed on an optical bench, in order to enhance the demonstration capabilities and increase the consistency has an optical compensator located between the polarizer and the object, made in the form of a pack of plates installed perpendicular to the optical axis in a cassette having means for deforming the plates, and the light filter is made nterferentsionnym and set to rotary mediated re. 2.Прибор поп.1, отличающийс  тем, что средство дл  деформации установлено в кассете с возможностью задачи пластинам деформации изгиба.2. Apparatus pop-1, characterized in that the means for deformation is installed in the cassette with the possibility of the task of bending deformation plates. 3.Прибор поп.1, отличающийс  тем, что средство дл  деформации- установлено в кассете с возможностью задачи пластинам деформации кручени .3. Apparatus pop-1, characterized in that the means for deformation is installed in the cartridge with the possibility of the task of torsion deformation plates. 5five 00 5five Т юT you // ЧH гтrm 3 / 5 6 7 Фиг.23/5 6 7 Figure 2 ЮYU
SU874310478A 1987-09-28 1987-09-28 Demonstration device on physics SU1576902A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU874310478A SU1576902A1 (en) 1987-09-28 1987-09-28 Demonstration device on physics

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU874310478A SU1576902A1 (en) 1987-09-28 1987-09-28 Demonstration device on physics

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1576902A1 true SU1576902A1 (en) 1990-07-07

Family

ID=21329427

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU874310478A SU1576902A1 (en) 1987-09-28 1987-09-28 Demonstration device on physics

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1576902A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MD294C2 (en) * 1991-04-19 1995-12-31 Государственный Медицинский И Фармацевтический Университет "Nicolae Testemitanu" Республики Молдова Instalation for demonstrating the polar method of microscopy
MD2485G2 (en) * 2002-09-23 2005-01-31 Государственный Медицинский И Фармацевтический Университет "Nicolae Testemitanu" Республики Молдова Demonstration installation on physics

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Иверонова В.И. Лекционные демонстрации по физике. - М., 1972, с.597. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MD294C2 (en) * 1991-04-19 1995-12-31 Государственный Медицинский И Фармацевтический Университет "Nicolae Testemitanu" Республики Молдова Instalation for demonstrating the polar method of microscopy
MD2485G2 (en) * 2002-09-23 2005-01-31 Государственный Медицинский И Фармацевтический Университет "Nicolae Testemitanu" Республики Молдова Demonstration installation on physics

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8820937B2 (en) Optical polarization state modulator assembly for use in stereoscopic three-dimensional image projection system
US9195092B2 (en) Polarization-independent liquid crystal display devices including multiple polarizing grating arrangements and related devices
TW300960B (en)
EP2137558B1 (en) Low-twist chiral liquid crystal polarization gratings and related fabrication methods
TWI515495B (en) High-speed liquid crystal polarization modulator
US7133172B2 (en) Variable hologram element, and optical device using the same
US8537310B2 (en) Polarization-independent liquid crystal display devices including multiple polarization grating arrangements and related devices
US20020027624A1 (en) Optical component for producing linearly polarized light
JPH09138308A (en) Patterned and polarized light rotating optical element and production of patterned and polarized light rotating optical element and 3d display
KR20010020221A (en) Reflective liquid crystal display device and reflective liquid crystal display device incorporating touch panel arranged therefrom
JPH04230733A (en) Apparatus for projecting image
SU1576902A1 (en) Demonstration device on physics
KR910018832A (en) Projection type liquid crystal display device
JPH03103823A (en) Liquid crystal display device
TWI257495B (en) Reflective liquid crystal display apparatus
Yilmaz et al. Active-matrix-addressed spatial light modulators based on the longitudinal pockels effect in oblique-cut perovskites
US20230314868A1 (en) Liquid crystal display device
SU1601628A1 (en) Educational aid in physics
Ding et al. 43‐3: Distinguished Paper: Breaking the Optical Efficiency Limit of Pancake Optics in Virtual Reality
JPS61219933A (en) Liquid crystal display device
SU1103289A1 (en) Time-spatial light modulator
JPH0219833A (en) Liquid crystal display element
JPH07306404A (en) Active matrix type color liquid crystal display device
JPS60242309A (en) Strain measuring instrument suitable for measuring small optical path difference
KR100212287B1 (en) Display device using ki solution