一種夫琅禾費單縫衍射實驗測量系統的製作方法
2023-05-29 15:49:26
一種夫琅禾費單縫衍射實驗測量系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種夫琅禾費單縫衍射實驗測量系統，支架杆立於支架座上，兩根支架杆由上至下分別被第一橫杆、第二橫杆、第三橫杆所連接，第一橫杆的中心綁定試驗樣件的一端，試驗樣件另一端穿過第二橫杆的中心孔連接在連接件的上端，連接件的下端與吊鉤連接，吊鉤下部設有平臺，平臺上可放置砝碼，吊鉤下端連接有第一刀片，第一刀片安裝在刀片座上，第一刀片可在刀片座上微距移動，在第一刀片下方的刀片座上固定安裝有第二刀片，第一刀片和第二刀片的刀刃之間形成了狹縫，刀片座固定在第三橫杆的中心。本實用新型的有益效果是提供了一種簡單的、容易調節的進行夫琅禾費單縫衍射實驗的測量系統。
【專利說明】一種夫琅禾費單縫衍射實驗測量系統
【技術領域】
[0001]本實用新型屬於光學測量設備【技術領域】，涉及一種夫琅禾費單縫衍射實驗測量系 統。
【背景技術】
[0002]力作用於物體所引起的效果之一是使受力物體發生形變，物體的形變可以分為彈 性形變和塑性形變。固體材料的彈性形變又可以分為縱向、切變、扭轉、彎曲；對於彈性形變 可以引入楊氏模量來描述材料抵抗形變的能力。楊氏模量是工程設計上選用材料的時常需 涉及的重要參數之一，一般只與材料的性質和溫度有關，與幾何形狀無關。
[0003]、光槓桿法：是一種利用光學原理把微小長度的變化加以放大後，再進行測量的方 法。該方法的不足之處：（1)由於用到近似關係Stana ~ α (α為反射鏡鏡面轉角），因 此存在系統誤差，雖然可以通過增大光槓桿常數b值，使α很小的條件得以滿足。但b值 增加有一定的限度，過大可能引起反射鏡前兩足移動產生偏差，同時，也不符合誤差均分原 貝1J。（2)初始負荷下，要求光槓桿鏡面法線與望遠鏡重合且水平，標尺與光槓桿鏡面平行且 鉛直，僅靠目測很難達到這種標準狀態。（3)目前實驗裝置複雜，調節有一定的難度。 實用新型內容
[0004]本實用新型的目的在於提供一種夫琅禾費單縫衍射實驗設備，解決了現有進行夫 琅禾費單縫衍射實驗的設備結構複雜，不容易調節，實驗設備穩定性不好，測量精度不高的 問題。
[0005]本實用新型的技術方案是包括支架杆，支架杆為兩根，兩根支架杆與地面垂直，立 於支架座上，兩根支架杆由上至下分別被第一橫杆、第二橫杆、第三橫杆所連接，第一橫杆 的兩端設有第一旋鈕，通過調節第一旋鈕可調節第一橫杆的高度，第二橫杆的兩端設有第 二旋鈕，通過調節第二旋鈕可調節第二橫杆的高度，第三橫杆兩端固定在支架杆上，第一橫 杆的中心綁定試驗樣件的一端，試驗樣件另一端穿過第二橫杆的中心孔連接在連接件的上 端，連接件的下端與吊鉤連接，吊鉤下部設有平臺，平臺上可放置砝碼，吊鉤下端連接有第 一刀片，第一刀片安裝在刀片座上，第一刀片可在刀片座上微距移動，在第一刀片下方的刀 片座上固定安裝有第二刀片，第一刀片和第二刀片的刀刃之間形成了狹縫，刀片座固定在 第三橫杆的中心。
[0006] 進一步，所述試驗樣件為鋼絲、鐵絲、鋁絲、銅絲、鎢絲、鎳絲其中的任一種。
[0007] 進一步，所述支架座包括底盤，底盤被三條支撐腿支撐，支撐腿的腳底設有螺旋 鈕，可通過螺旋鈕微調裝置的水平狀況，支架杆可用鋼管，兩根支架杆分別插接在底盤的兩 端。
[0008]本實用新型的有益效果是提供了一種簡單的、容易調節，且設備穩定性好，測量精 度高的測量系統。
【專利附圖】
【附圖說明】 '
[0009]圖1是本實用新型夫琅禾費單縫衍射實驗設備結構示意圖；
[0010]圖2是本實用新型支架座結構示意圖。
[0011]_圖中，1·支架杆，2·支架座，3_第一橫杆，4·第二橫杆， 5?第三橫杆，6.第一旋鈕， 7.第二旋鈕，8·試驗樣件，9_連接件，10·吊鉤，11.平臺，I 2·砝碼，13_第一刀片，14.刀片 座，15·第二刀片，201.底盤，202.支撐腿，203.螺旋鈕。
【具體實施方式】
[0012]下面結合【具體實施方式】對本實用新型進行詳細說明。
[0013]本實用新型如圖1所示，包括支架杆1，支架杆1為兩根，兩根支架杆1與地面垂 直，立於支架座2上，兩根支架杆1由上至下分別被第一橫杆3、第二橫杆4、第三橫杆5所 連接，第一橫杆3的兩端設有第一旋鈕 6,通過調節第一旋鈕6可調節第一橫杆3的高度，第 二橫杆4的兩端設有第二旋鈕 7,通過調節第二旋鈕7可調節第二橫杆4的高度，第三橫杆 5兩端固定在支架杆1上，第一橫杆3的中心綁定試驗樣件 8的一端，試驗樣件8另一端穿 過第二橫杆4的中心孔連接在連接件9的上端，連接件9的下端與吊鉤 10連接，吊鉤下部 設有平臺11，平臺11上可放置砝碼12,吊鉤下端連接有第一刀片Π ,第一刀片13安裝在 刀片座14上，第一刀片13可在刀片座14上微距移動，在第一刀片13下方的刀片座14上 固定安裝有第二刀片15,第一刀片13和第二刀片15的刀刃之間形成了狹縫，刀片座 14固 定在第三橫杆5的中心。如圖2所示，所述支架座2包括底盤201，底盤201被三條支撐腿 202支撐，支撐腿202的腳底設有螺旋鈕203,可通過螺旋鈕203微調裝置的水平狀況，支架 杆1可用鋼管，兩根支架杆1分別插接在底盤201的兩端。
[0014] 所述試驗樣件8為鋼絲、鐵絲、鋁絲、銅絲、鎢絲、鎳絲其中的任一種。
[0015] 外部雷射光源照射刀片之間的狹縫，在外部屏幕上產生衍射條紋，砝碼12可增 減，通過砝碼12的增減，可調節試驗樣件8的長度，試驗樣件8的細微長度變化，使狹縫之 間距離同樣產生變化，從而此變化被衍射條紋圖案放大。
[0016] 在實驗的過程中首先要打開雷射光源，讓雷射垂直照射到狹縫上，然後調節單縫 的寬度，使得光線投射到裝置旁邊設置的白屏上，白屏上恰好能夠出現清晰穩定的條紋。這 時在掛鈎10吊掛的平臺11上輕輕地加上準備好的砝碼12,每加一次砝碼I 2都會改變白屏 上衍射條紋的寬度，同時，我們依次測出中央亮紋到屏中心的距離，就可以得出實驗結果。
[0017] 本實用新型的測量系統採用夫琅禾費單縫衍射測定長度的微小變化量，測量出① 待測物即試驗樣件8的直徑d ;②狹縫到屏幕的距離D ;③待測物的長度L ;④所加砝碼12 的質量m。雷射的波長λ已知（λ = 632. 8nm)。進而根據相關理論求出待測物的彈性楊 氏模量。其原理時通過單縫衍射條紋的間距與縫寬的關係得到縫寬的變化量，而縫寬的變 化量等於待測物的變化量。
[0018] 理論依據：由胡克定律
[0019]
【權利要求】
1. 一種夫琅禾費單縫衍射實驗測量系統，其特徵在於：包括支架杆（1)，支架杆（1)為 兩根，兩根支架杆（1)與地面垂直，立於支架座（2)上，兩根支架杆（1)由上至下分別被第 一橫杆（3)、第二橫杆（4)、第三橫杆（5)所連接，第一橫杆（3)的兩端設有第一旋鈕（6)，通 過調節第一旋鈕（6)可調節第一橫杆（3)的高度，第二橫杆（4)的兩端設有第二旋鈕（7)， 通過調節第二旋鈕（7)可調節第二橫杆（4)的高度，第三橫杆（5)兩端固定在支架杆（1) 上，第一橫杆（3)的中心綁定試驗樣件（8)的一端，試驗樣件（8)另一端穿過第二橫杆（4) 的中心孔連接在連接件（9)的上端，連接件（9)的下端與吊鉤（10)連接，吊鉤下部設有平 臺（11)，平臺（11)上可放置砝碼（12)，吊鉤下端連接有第一刀片（13)，第一刀片（13)安裝 在刀片座（14)上，第一刀片（13)可在刀片座（14)上微距移動，在第一刀片（13)下方的刀 片座（14)上固定安裝有第二刀片（15)，第一刀片（13)和第二刀片（15)的刀刃之間形成了 狹縫，刀片座（14)固定在第三橫杆（5)的中心。
2. 按照權利要求1所述一種夫琅禾費單縫衍射實驗測量系統，其特徵在於：所述試驗 樣件（8)為鐵絲、鋁絲、銅絲、鎢絲、鎳絲其中的任一種。
3. 按照權利要求1所述一種夫琅禾費單縫衍射實驗測量系統，其特徵在於：所述支架 座（2)包括底盤（201)，底盤（201)被三條支撐腿（202)支撐，支撐腿（202)的腳底設有螺 旋鈕（203)，可通過螺旋鈕（203)微調裝置的水平狀況，支架杆（1)可用鋼管，兩根支架杆 (1)分別插接在底盤（201)的兩端。
【文檔編號】G01N3/14GK204086032SQ201420560191
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月26日 優先權日:2014年9月26日
【發明者】吳乾超, 溫元斌, 張皓晶, 張 雄, 段劍金, 李琳, 王莉, 方達 申請人:吳乾超, 溫元斌, 張皓晶