光的圓盤衍射的中心亮斑演示器的製作方法

2023-04-25 05:54:41

專利名稱：光的圓盤衍射的中心亮斑演示器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種教學實驗儀器，具體地說是光的圓盤衍射的中心亮斑演示器。
光的衍射現象是光的波動說的有力佐證，早在18世紀初，法國著名物理學家菲湼耳，就通過圓盤衍射中心亮斑驗證了光的衍射現象(見高級中學《物理》甲種本第三冊第254頁，人民教育出版社，1985年11月版)。目前，中學物理課的教學中，為了演示這個現象，都是在「點光源」與屏幕之間，用磁化針頂起一個圓球，或者用細線吊起一個圓球，或者用兩塊玻璃夾住一個圓球，充當圓盤障礙物，在暗室內完成這個實驗(見《中學物理演示實驗及物理實驗技術》武漢師範學院物理系陳醒黃等編，第320－323頁)。在這個實驗中，無論是「以針頂球」，還是「以線吊球」，或者「以玻璃夾球」，操作時都不易實現。因此，在教學參考書中，提醒教師「在課堂上完成這個實驗比較困難」(見高級中學《物理》(試用)第三冊(甲種本)教學參考書，人民教育出版社1987年1月)。再加上實驗需要在暗室中進行，這更是一般中學所不能實現的事。因而，多數學校只得不進行這項實驗。
本實用新型的目的是設計一種演示器，在光源與屏幕之間能方便地設立一個圓盤障礙，同時，使整個實驗在普通教室內能夠進行。
本實用新型由光源板、暗箱、屏幕箱和障礙板組成。光源板上裝有兩個接線柱和一個燈座，燈座上裝有燈泡，通電後，燈泡發光，充當光源。暗箱是一個長方形箱體。暗箱的底板的一端伸出，並帶有可供電源板來回移動的滑槽；暗箱的上方有一個可供障礙板插入的長方形插口；暗箱的靠近光源一端端面有一個圓孔，可供光照射到障礙板上，另一端端面是一通孔，可供屏幕箱插入。屏幕箱也是一個長方形箱體。屏幕箱的一端有一個以半透明物質製成的屏幕；屏幕箱的長與寬都比暗箱的長，寬略小；屏幕箱可在暗箱內來回移動，以便調節屏幕與障礙板之間距離。障礙板是一個塗有不透明物質、帶有圓周形透光窄縫的平板，這個圓周形透光窄縫中間的圓形不透光部分，就起到圓盤形障礙物的作用。障礙板上僅有一個圓周形窄縫透光。
安裝時，把光源板插入暗箱底板的滑槽內，屏幕箱從暗箱帶通孔的一端插入暗箱中，障礙板從暗箱上方的插口插入暗箱中。使用時，在接線柱上接通電源，使燈泡發光。這時，在屏幕上就可以看到一個從障礙板上圓形透光窄縫中透過來的圓形光圈，光圈中心有一個亮斑。調整光源與障礙板之間距離，可使光斑更加清晰。如果改變屏幕與障礙板之間的距離，就可以發現，距離變近，屏幕上光圈變小，反之，則光圈變大。但是，不管光圈變大還是變小，光圈中心始終有一個亮斑。這裡所觀察到的現象，與圓盤衍射所形成的中心亮斑現象相同。但是，操作十分方便，在普通教室內可以進行。
根據同樣原理，還可製成一帶光源的可攜式觀察器，由學生在課堂上手持觀察器，對準一個點光源進行觀察，其效果與本實用新型效果相同。從而解決了中學物理實驗課中的一個難題，也可用作大學物理中光的圓盤衍射理論分析結果的實驗驗證。
附


圖1是本實用新型的示意圖。
圖中標號①燈座，②燈泡，③接線柱，④滑槽，⑤暗箱底板，⑥暗箱端面圓孔，⑦圓周形透光窄縫，⑧圓形不透光障礙盤，⑨插口，⑩障礙板，(11)暗箱體，(12)屏幕，(13)屏幕箱。
以下結合附圖，對一非限定實施例作如下說明。
實施例光源板長120毫米，寬45毫米，燈泡②6.3V，暗箱體(11)長250毫米，寬、高都是104毫米，暗箱底板⑤長150毫米(不包括暗箱體長度)滑槽④長80毫米，寬46毫米，暗箱端面圓孔⑥直徑60毫米，圓周形透光窄縫⑦直徑30毫米，插口⑨長80毫米，寬4毫米，障礙板⑩長110毫米，寬80毫米厚4毫米，以玻璃鏡片製成，屏幕(12)長、寬均是100毫米，以磨麵玻璃製成。屏幕箱(13)長150毫米，寬、高均是100毫米。暗箱體，屏幕箱體可用膠合板或其他薄板製成。本實用新型，可以專門生產。也可以在教師指導下，由學生自己動手製作。
權利要求1.一種光的圓盤衍射的中心亮斑演示器，由光源板、暗箱體、屏幕箱、障礙板組成，其特徵在於①光源板可以在暗箱體底板的滑槽(4)中移動；②暗箱體靠近光源的端面有一個圓孔(6)，暗箱體上方有一個插口(9)，插入障礙板；③屏幕箱的一端有一個用半透明物質製成的屏幕，屏幕箱四周與暗箱體內腔四周吻合；④障礙板上僅有一個圓周形窄縫透光。
專利摘要一種用於教學實驗的光的圓盤衍射的中心亮斑演示器，由光源板、暗箱體、屏幕箱和障礙板組成，本實用新型可以在光源與屏幕之間簡便地支起圓形障礙物，在普通教室內就可以演示複雜的菲涅耳圓盤衍射現象，效果十分明顯。本實用新型結構簡單，製作方便，可以專門生產，也可以在教師指導下，由學生自己動手製作。其原理還可以應用到光學部分的系列實驗中，不僅中學物理實驗可用，大學也適用。
文檔編號G09B23/22GK2040271SQ8820961
公開日1989年6月28日 申請日期1988年8月10日 優先權日1988年8月10日
發明者王邦信 申請人:王邦信