一種偏振光演示儀的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種偏振光演示儀，包括工作臺(tái)、玻璃水槽、起偏器P、檢偏器A、第一轉(zhuǎn)盤、第二轉(zhuǎn)盤和光源；光源、第一轉(zhuǎn)盤、第二轉(zhuǎn)盤和玻璃水槽依次同軸設(shè)置在工作臺(tái)上；所述的第一轉(zhuǎn)盤和第二轉(zhuǎn)盤上設(shè)有刻度和指針；所述的起偏器P設(shè)置在第一轉(zhuǎn)盤的幾何中心，所述的檢偏器A設(shè)置在第二轉(zhuǎn)盤的幾何中心。本實(shí)用新型小巧易于攜帶，演示效果顯著，制作成本低廉。
【專利說明】
一種偏振光演示儀
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種教學(xué)設(shè)備，具體涉及一種偏振光演示儀；
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)偏振光演示儀整個(gè)儀器十分的笨重，且長(zhǎng)度在1.5m左右，不容易攜帶。傳統(tǒng)偏振光演示儀使用He-Ne激光器，需要外接220V電源，因此在演示的時(shí)候無法做到隨意的調(diào)整儀器的位置來達(dá)到最好的演示效果。傳統(tǒng)的偏振光演示儀無法演示旋光現(xiàn)象做到與實(shí)際應(yīng)用結(jié)合。傳統(tǒng)的偏振光演示儀器價(jià)格比較昂貴，僅激光器的市場(chǎng)價(jià)就在2000元左右。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種偏振光演示儀。
[0004]—種偏振光演示儀，包括工作臺(tái)、玻璃水槽、起偏器P、檢偏器A、第一轉(zhuǎn)盤、第二轉(zhuǎn)盤和光源；
[0005]光源、第一轉(zhuǎn)盤、第二轉(zhuǎn)盤和玻璃水槽依次同軸設(shè)置在工作臺(tái)上;所述的第一轉(zhuǎn)盤和第二轉(zhuǎn)盤上設(shè)有刻度和指針;所述的起偏器P設(shè)置在第一轉(zhuǎn)盤的幾何中心，所述的檢偏器A設(shè)置在第二轉(zhuǎn)盤的幾何中心；
[0006]所述的工作臺(tái)包括第一支架和第二支架和底座，第一支架和第二支架與底座一體成型，第一支架和第二支架設(shè)置在底座的兩側(cè);所述的光源、第一轉(zhuǎn)盤設(shè)置在第一支架上，第二轉(zhuǎn)盤設(shè)置在底座上;第二支架上設(shè)置有光屏，光屏設(shè)置在遠(yuǎn)離第一轉(zhuǎn)盤靠近第二轉(zhuǎn)盤的一側(cè)，第一轉(zhuǎn)盤、第二轉(zhuǎn)盤、光屏同軸設(shè)置。
[0007]所述的光源為激光筆；
[0008]所述的第一轉(zhuǎn)盤和第二轉(zhuǎn)盤的材質(zhì)為塑料;轉(zhuǎn)盤直徑為20-40cm，指針長(zhǎng)度為10-15cm；
[0009]所述的玻璃水槽為長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，用無色透明有機(jī)玻璃粘合而成；其寬度3cm，高5cm,長(zhǎng)為20cm 或 30cm。
[0010]與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室偏振光實(shí)驗(yàn)儀相比，該款偏振光課堂演示儀具備以下優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn):
[0011](I)小巧易于攜帶。儀器重量?jī)H約I千克。儀器及配件可放置在18L塑料整理箱內(nèi)，方便教師攜帶入課堂進(jìn)行演示。激光光源也擺脫了傳統(tǒng)偏振光演示儀器使用He-Ne激光器需要外接220V電源的限制，只需要一粒紐扣電池供電的激光筆。教師可以根據(jù)演示效果和教學(xué)需要隨意移動(dòng)儀器的位置。
[0012](2)演示效果顯著。考慮到儀器在教室的演示效果，起偏器P和檢偏器A分別鑲嵌在2個(gè)塑料大轉(zhuǎn)盤上，轉(zhuǎn)盤直徑30cm，能保證5m內(nèi)的學(xué)生可以看清楚轉(zhuǎn)盤的角度，有一 15cm長(zhǎng)的指針固定在轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)軸上，用于指示轉(zhuǎn)盤的角度。底座上表面有一凹槽，用于固定玻璃水槽。課堂演示時(shí)，可以以墻壁來取代光屏向同學(xué)演示消光和光強(qiáng)變化等現(xiàn)象。還能簡(jiǎn)單的模擬血糖儀的工作原理。且儀器不需連接220V電源，移動(dòng)方便，可以任意調(diào)整位置以達(dá)到最好效果。
[0013](3)制作成本低廉。鋁合金框架、偏振片、玻璃水槽和激光筆等都是容易購(gòu)買的低價(jià)值商品，成本在200元左右。
【附圖說明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]如圖1所示，一種偏振光演示儀，包括工作臺(tái)、玻璃水槽1、起偏器P2、檢偏器A 3、第一轉(zhuǎn)盤4、第二轉(zhuǎn)盤5、激光筆6和光屏7;
[0016]激光筆6、第一轉(zhuǎn)盤4、第二轉(zhuǎn)盤5、玻璃水槽I和光屏7依次同軸設(shè)置在工作臺(tái)上;所述的第一轉(zhuǎn)盤和第二轉(zhuǎn)盤上設(shè)有刻度和指針;所述的起偏器P2設(shè)置在第一轉(zhuǎn)盤的幾何中心，所述的檢偏器A3設(shè)置在第二轉(zhuǎn)盤的幾何中心;所述的工作臺(tái)包括第一支架8和第二支架9和底座10，第一支架和第二支架與底座一體成型，第一支架和第二支架設(shè)置在底座的兩側(cè);所述的激光筆、第一轉(zhuǎn)盤設(shè)置在第一支架上，第二轉(zhuǎn)盤設(shè)置在底座上;第二支架上設(shè)置有光屏，光屏與第二轉(zhuǎn)盤同軸設(shè)置并設(shè)置在遠(yuǎn)離第一轉(zhuǎn)盤的一側(cè);其中第一轉(zhuǎn)盤和第二轉(zhuǎn)盤的材質(zhì)為塑料;轉(zhuǎn)盤直徑為30cm，指針長(zhǎng)度為15cm;其中玻璃水槽設(shè)置在底座上，玻璃水槽的為長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，用無色透明有機(jī)玻璃粘合而成;其寬度3cm，高5cm,長(zhǎng)為20cmo
[0017]便攜式偏振光課堂演示儀可演示偏振光的消光現(xiàn)象，驗(yàn)證馬呂斯定理，也可以演示偏振光通過葡萄糖溶液時(shí)的旋光現(xiàn)象。
[0018](I)馬呂斯定律演示
[0019]將便攜式偏振光課堂演示儀水平放置于講臺(tái)上，取下玻璃水槽和光屏。打開激光筆電源，使激光依次通過起偏器，檢偏器，射在教室白色的墻壁上。旋轉(zhuǎn)起偏器P，使豎直向上的指針指向轉(zhuǎn)盤零刻度的位置。然后旋轉(zhuǎn)檢偏器A，提醒學(xué)生觀察墻壁上光斑亮度的變化，光斑最亮?xí)r，提醒學(xué)生此時(shí)起偏器P和檢偏器A偏振化方向平行，并記錄下檢偏器A指針?biāo)赶虻慕嵌?。?dāng)光斑消失時(shí)，提醒學(xué)生此時(shí)起偏器P和檢偏器A偏振化方向垂直，記錄檢偏器A指針?biāo)赶虻慕嵌取６€(gè)角度相減，應(yīng)為90度左右。
[0020]為定量演示馬呂斯定律，用光電池代替光屏固定在底座上，光電池輸出的電流用中指微安表測(cè)量。用光電池接收從檢偏器A輸出的線偏振光。重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，旋轉(zhuǎn)檢偏器A—周，可間接地定量演示偏振光強(qiáng)度的變化。
[0021](2)旋光現(xiàn)象演示
[0022]把玻璃水槽放置于底座上，加入清水。打開激光筆電源，使輸出的激光經(jīng)起偏器P、水槽后到達(dá)檢偏器，輸出的激光直接投射在白色墻壁上。旋轉(zhuǎn)檢偏器，當(dāng)產(chǎn)生消光現(xiàn)象，即起偏器P和檢偏器A的偏振化方向垂直時(shí)，停止旋轉(zhuǎn)。在水槽中逐漸加入葡萄糖粉，提醒學(xué)生觀察光斑在逐漸變亮，并向?qū)W生解釋葡萄糖溶液是一種旋光物質(zhì)，隨著葡萄糖粉的不斷加入，濃度不斷變大，從起偏器P射出的偏振光的振動(dòng)方向發(fā)生旋轉(zhuǎn)，經(jīng)過葡萄糖溶液后的偏振光的振動(dòng)方向不再與檢偏器A的偏振化方向垂直，從而使光斑由暗變亮。
[0023]為揭示糖量計(jì)的工作原理，可以旋轉(zhuǎn)檢偏器A，當(dāng)再次出現(xiàn)消光時(shí)，記錄下檢偏器A旋轉(zhuǎn)的角度，即偏振光經(jīng)由葡萄糖溶液后振動(dòng)方向的偏轉(zhuǎn)角度。多次測(cè)量不同葡萄糖濃度下的偏振光振動(dòng)方向的偏轉(zhuǎn)角度，即可驗(yàn)證偏振光振動(dòng)方向旋轉(zhuǎn)角度與葡萄糖溶液濃度間的正比關(guān)系。在此實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，教師可向?qū)W生分析講授糖量計(jì)的設(shè)計(jì)思路和原理。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種偏振光演示儀，包括工作臺(tái)、玻璃水槽、起偏器P、檢偏器A、第一轉(zhuǎn)盤、第二轉(zhuǎn)盤和光源； 其特征在于:光源、第一轉(zhuǎn)盤、第二轉(zhuǎn)盤和玻璃水槽依次同軸設(shè)置在工作臺(tái)上;所述的第一轉(zhuǎn)盤和第二轉(zhuǎn)盤上設(shè)有刻度和指針;所述的起偏器P設(shè)置在第一轉(zhuǎn)盤的幾何中心，所述的檢偏器A設(shè)置在第二轉(zhuǎn)盤的幾何中心。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種偏振光演示儀，其特征在于:所述的工作臺(tái)包括第一支架和第二支架和底座，第一支架和第二支架與底座一體成型，第一支架和第二支架設(shè)置在底座的兩側(cè);所述的光源、第一轉(zhuǎn)盤設(shè)置在第一支架上，第二轉(zhuǎn)盤設(shè)置在底座上;第二支架上設(shè)置有光屏，光屏設(shè)置在遠(yuǎn)離第一轉(zhuǎn)盤靠近第二轉(zhuǎn)盤的一側(cè)，第一轉(zhuǎn)盤、第二轉(zhuǎn)盤、光屏同軸設(shè)置。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種偏振光演示儀，其特征在于:所述的光源為激光筆。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種偏振光演示儀，其特征在于:所述的第一轉(zhuǎn)盤和第二轉(zhuǎn)盤的材質(zhì)為塑料;轉(zhuǎn)盤直徑為20-40cm，指針長(zhǎng)度為10-15cmo5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種偏振光演示儀，其特征在于:所述的玻璃水槽的為長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，用無色透明有機(jī)玻璃粘合而成；其寬度3cm，高5cm,長(zhǎng)為20cm或30cmo
【文檔編號(hào)】G09B23/22GK205428335SQ201521085791
【公開日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2015年12月22日
【發(fā)明人】張羽雁, 余佳鑫, 李朝陽(yáng)
【申請(qǐng)人】杭州師范大學(xué)