固體膨脹演示器的製作方法
2023-08-01 10:22:51 1
專利名稱：固體膨脹演示器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種物理實驗演示的儀器，特別涉及一種固體膨脹 演示儀器。
背景技術：
當前學校使用的J2258型金屬膨脹演示器是利用槓桿原理，將 金屬受熱後的微小尺寸變化放大後展現在刻度盤上的一種儀器，雖然它的優點 很多，但也存在著如下不足
1、 實驗進行時，很難使各種待測固體實驗棒均勻受熱，而一旦受熱不均勻， 實驗效果就會受到影響，甚至得出錯誤結論。
2、 實驗中需要藉助燃燒酒精的方法使金屬棒溫度升高。這一方法使用了明 火，不符合安全、環保的要求。
3、 該儀器只能用於熔點較高的固體(在此為三種金屬)，並不適宜於塑料、 橡膠、玻璃等易燃或熔點較低的固體。
4、 該儀器的金屬棒是橫向放置的，在加熱時，由於重力的作用，金屬棒將
產生向下的微小彎曲，不利於金屬棒的水平伸長，這也會影響實驗效果。
5、 該儀器可觀察的線度較小，對於教室後面的學生，不易觀察到實驗的結果。
發明內容
本發明的目的在於提供一種結構簡單，性能穩定，實驗時間短 而現象顯著，安全可靠的固體膨脹演示儀器。
本發明的工作原理主要通過藉助"光槓桿"放大作用，將固體線膨脹的 微小變化，通過遠處的光點的升高顯著地表現出來。
本發明主要由兩個或兩個以上的雷射筆組成的雷射筆組、支架、 一個能貯 放熱源液體容器、待測固體實驗棒、待測固體實驗棒定位板、待測固體實驗棒 調節裝置。支架由支架操作平臺、支架支柱、支架底座組成，支架的操作平臺 呈"凹"字型，其底部平面處設置一個或多個孔洞，用於待測固體實驗棒穿過， 在"凹"字型兩側的凸稜上開有兩個或兩個以上的"U"型凹槽，用於將雷射筆 放入便於固定，雷射筆用固定皮圈固定在支架操作平臺上，在容器的內部設置 用於定位待測固體實驗棒的定位板，待測固定實驗棒由定位板定位，穿過支架操作平臺的孔洞，垂直放置在容器中，由調節裝置調節固體實驗棒，使其與激
光筆無擠壓緊密接觸，容器置於支架底座上，支架的支柱與支架底座不可拆卸 連接，但與支架操作平臺可拆卸連接，便於操作，本裝置有一雷射筆設置為固 定不動，為參照雷射筆，用於確定膨脹前光點位置，其餘雷射筆可以無摩擦轉 動。待測固體棒可為鋼棒、銅棒、鋁棒、玻璃棒、塑料棒、橡膠棒等。
使用時，首先把待測固體實驗棒在待測固體實驗棒定位板上定位固定，再 從支架操作平臺上的孔洞穿出，安裝雷射筆，調節待測固體實驗棒調節裝置， 使雷射筆與待測固體實驗棒無擠壓緊密接觸，固定皮圈使雷射筆無障礙固定在 支架操作平臺上，調節雷射筆使所有的光點處在同一水平線上，然後向容器中
注入熱水，當注入熱源後，參照雷射筆10光點不移動，剩餘雷射筆11 、 12、 13…… 等受待測實驗棒的微小膨脹而擠壓，其光點O,、 o2、 o3……不同程度地上升。 這樣以熱水作為熱源，實驗溫度低於100'C，可以應用於各種不同的材質的 固體材料進行實驗，如橡膠、塑料等，拓展了實驗比較不同固體熱膨脹的係數 的空間，同時用熱水作熱源也避免了產生明火，實驗過程更加安全、環保。
由於固體實驗棒處於同一個盛放熱水的容器中，受熱均勻，實驗誤差小， 本裝置待測固體實驗棒垂直放置，每根棒上下段各設有穩定裝置，如待測固體 實驗棒定位板和支架的操作平臺的孔洞，待測固體實驗棒受熱後不易彎曲，有 利於垂直伸長。本發明裝置進行實驗時，既展示了固體熱脹冷縮的現象，又可 以展示光線直線傳播現象，同時應用了槓桿原理及兒何知識，在拓展學牛.知i只 範圍的同時還能激發學生對實驗的熱情。
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圖l為J2258型金屬膨脹演示器 圖2為本發明的工作原理圖
圖3為本發明的結構示意圖 圖4為裝置雷射筆的示意圖
具體實施例方式以下結合附圖對本發明進行詳細說明本發明裝置主要由一 組雷射筆組l、支架2、容器3、待測固體實驗棒4、待測固體實驗棒定位板5、固體實驗棒調節裝置6組成。其中支架由支架操作平臺20、支架支柱2K支架 底座22組成，支架操作平臺20呈"凹"字型，其底部平面處設置一個或多個 孔洞23，用於待測固體實驗棒4穿過，在"凹"字型兩側的凸稜上開有兩個或 兩個以上的"U"型凹槽24，用於將雷射筆1放入便於固定，雷射筆用固定皮 圈7固定在支架操作平臺20上，在容器3的內部設置一用於定位所述待測固體 實驗棒4的待測固體實驗棒定位板5，待測固體實驗棒4由待測固體實驗棒定位 板5定位，待測固體實驗棒4穿過支架操作平臺20的孔洞23，由調節裝置6調 節固體實驗棒4，使其與其上的雷射筆11或12或13等無擠壓緊密接觸，容器 3置於支架底座22上，支架支柱21與支架底座22不可拆卸連接，支架支柱21 與支架操作平臺20可拆卸連接，雷射筆組l中設置一固定不動雷射筆為參照激 光筆IO，用於確定膨脹前光點位置O，剩餘雷射筆1K 12、 13……等可以無摩 擦轉動。當注入熱源後，參照雷射筆10光點不移動，剩餘雷射筆11、 12、 13…… 等受待測實驗棒的微小膨脹而擠壓，其光點O,、 o2、 03……不同程度地上升。 本發明裝置結構簡單，性能穩定，實驗時間短而現象顯著，安全可靠。
權利要求
1、一種固體膨脹演示器，包括一支架，所述支架包括支架操作平臺、支架支柱、支架底座，其特徵在於該裝置還包括兩個或兩個以上的雷射筆組成的雷射筆組、一個能貯放熱源液體容器、待測固體實驗棒定位板、待測固體實驗棒調節裝置等；所述支架的操作平臺呈「凹」字型，底部平面處設置一個或多個孔洞，兩側凸稜上開有兩個或兩個以上「U」型凹槽，將上述雷射筆放入所述「U」型凹槽，並用固定皮圈固定在支架操作平臺上；在所述容器的內部設置所述待測固體實驗棒定位板；所述待測固定實驗棒由所述待測固體實驗棒定位板定位，穿過所述支架操作平臺的孔洞，垂直放置在所述容器中，由所述調節裝置調節所述固體實驗棒，使其與所述雷射筆無擠壓緊密接觸，所述雷射筆組中有一參照雷射筆固定不動，剩餘雷射筆可以無摩擦轉動。
2、根據權利要求l所述的固體膨脹演示器，其特徵在於所述雷射筆組由兩 個或兩個以上雷射筆組成。
全文摘要
本發明提供了一種固體膨脹演示器，包括一支架、兩個或兩個以上的雷射筆組成的雷射筆組、一個能貯放熱源液體容器、待測固體實驗棒定位板、待測固體實驗棒調節裝置，支架的操作平臺呈「凹」字型，底部平面處設置若干個孔洞，兩側凸稜上開有若干個「U」型凹槽，將雷射筆固定在「U」型凹槽內，在容器的內部設置一待測固體實驗棒定位板，對待測固定實驗棒定位，待測固體實驗棒穿過支架操作平臺的孔洞，垂直放置在容器中，由調節裝置調節固體實驗棒，與雷射筆無擠壓緊密接觸，雷射筆組中有一參照雷射筆固定不動，剩餘雷射筆可以無摩擦轉動。
文檔編號G09B23/00GK101441827SQ200710190410
公開日2009年5月27日 申請日期2007年11月22日 優先權日2007年11月22日
發明者威 周 申請人:威 周