一種各向異性檢測裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種檢測各向異性的裝置。該裝置包括一個單透鏡、圓形偏振部件a和b、一個與所述圓形偏振部件a匹配的比較部件c和一個平光鏡；其中，所述圓形偏振部件a和比較部件c均位于所述單透鏡的反光面上，所述比較部件c環(huán)繞所述圓形偏振部件a；所述圓形偏振部件b位于所述平光鏡上的一面上；所述圓形偏振部件b的直徑小于圓形偏振部件a的直徑；所述圓形偏振部件a和圓形偏振部件b的光軸正交；所述圓形偏振部件a和圓形偏振部件b的位置相對；所述單透鏡和平光鏡平行放置。該裝置制作簡單，操作方便，直觀易懂。因其體積小、重量輕、便于攜帶，特別適用于現(xiàn)場教學與培訓，可作為物質(zhì)各向異性的初步觀察和驗證。
【專利說明】一種各向異性檢測裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種各向異性檢測裝置。
【背景技術】
[0002]用電場或磁場可以檢測物質(zhì)的各向異性，但要涉及物質(zhì)分子的取向，分子取向需要專業(yè)方面的技術。
[0003]阿貝爾折光儀，結合偏振光可以觀察到一些物質(zhì)的各向異性，但不直觀，觀察者需要積累一定的經(jīng)驗。
[0004]用帶有熱臺偏光顯微鏡檢測一些物質(zhì)是否具有各向異性準確可靠，但觀察大面積宏觀各向異性并不直觀。再加上攜帶不便，價格昂貴，不能做到人手一臺。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型的目的是提供一種各向異性檢測裝置。
[0006]本實用新型提供的各向異性檢測裝置，基于以下原理:
[0007]在晶體中，分子(原子或離子)按晶格點陣構成三維有序的空間結構，當晶體受熱達到一定溫度后變成各向同性的液體。并非所有的晶體在融化后都直接從固態(tài)變?yōu)楦飨蛲缘囊簯B(tài)，有些物質(zhì)在融化后的一定溫度范圍內(nèi)，不再完全保存晶體那樣三維有序的結構，但仍在某種程度上保存一維或二維有序的結構，既能象液體那樣具有流動性，又像晶體那樣具有各向異性，呈現(xiàn)所謂液晶態(tài)，具有這種性質(zhì)的物質(zhì)稱為液晶。在液晶態(tài)時，液晶分子大范圍內(nèi)取向有序，導致光學、介電、介磁各向異性。在正交偏振片之間觀察物質(zhì)，各向同性的物質(zhì)，視場暗黑；各向異性的物質(zhì)，視場明亮。這是因為液晶等各向異性物質(zhì)有雙折射。直線偏振光進入雙折射體后，產(chǎn)生振動方向不同的兩種直線偏振光，其中一束直線偏振光可透過檢偏鏡，視場變亮。各向同性物質(zhì)沒有雙折射，在正交偏振片之間觀察，視場總是暗的。根據(jù)上述基本原理，利用簡單的基板和偏振片(膜)組合就可以判斷各向同性(單折射體)和各向異性(雙折射體)物質(zhì)。
[0008]基于上述原理，本發(fā)明提供的檢測各向異性的裝置，包括一個單透鏡、圓形偏振部件a和b、一個與所述圓形偏振部件a匹配的比較部件c和一個平光鏡；
[0009]其中，所述圓形偏振部件a和比較部件c均位于所述單透鏡的反光面上，所述比較部件c環(huán)繞所述圓形偏振部件a ；
[0010]所述圓形偏振部件b位于所述平光鏡上的一面上；
[0011]所述圓形偏振部件a和圓形偏振部件b的光軸正交；
[0012]所述圓形偏振部件a和圓形偏振部件b的位置相對；
[0013]所述單透鏡和平光鏡平行放置。
[0014]上述裝置中，還可根據(jù)需要包括光源，所述光源具體可為人工光源。在自然光較弱時，為了更便于觀察，可使用人工光源；而在自然光條件較好時，則可不使用人工光源。
[0015]當然，上述各向異性檢測裝置也可只由上述各部件組成。[0016]也即可只由一個單透鏡、圓形偏振部件a和b、一個與所述圓形偏振部件a匹配的比較部件c和一個平光鏡組成；
[0017]或只由一個單透鏡、圓形偏振部件a和b、一個與所述圓形偏振部件a匹配的比較部件C、一個平光鏡和所述光源組成。
[0018]另外，所述比較部件c具體可為環(huán)形片或環(huán)形膜或方形片或方形膜。該比較部件的作用是為了便于觀察各向異性現(xiàn)象，以便于通過不同于圓形的環(huán)形或方形區(qū)分各向異性現(xiàn)象。
[0019]所述圓形偏振部件具體可為圓形偏振片或圓形偏振膜；
[0020]所述單透鏡為既能透光，也能反射光的玻璃鏡，為起偏鏡；而平光鏡作為檢偏鏡。
[0021]在偏振片(膜)正交情況下，用自然光源觀察雙折射物質(zhì)，視場中不僅出現(xiàn)亮場，還可看到亮麗的顏色(彩虹)。出現(xiàn)顏色的原因，是因為不同波長的光在各向異性物質(zhì)中傳播的速度和振動方向不同，形成干涉，因而視場中不僅出現(xiàn)亮場，還會出現(xiàn)不同顏色。
[0022]有些具有雙折射的物質(zhì)局部加熱到足以使其分子重新排列，重新排列后的結構，在冷卻后保留下來。
[0023]在本實用新型簡易演示裝置下觀察，就會出現(xiàn)不同的圖形。形成雙折射標記的方法很多，基本原理是使雙折射物質(zhì)在光、電、熱等條件影響下發(fā)生局部結構重新排列。光、電、熱影響消失后，重新排列的結構得以保持，形成標記。這種標記，肉眼不能識別，本實用新型可以識別這種標記。
[0024]盡管肉眼看不出圓片和圓環(huán)的明暗有何區(qū)別，但用另一貼有偏振片(膜)的平光鏡觀察時，如果圓片是暗黑的，圓環(huán)肯定是明亮的，反之亦然。
[0025]在檢測待測物質(zhì)是否具有各向異性時，可按如下步驟依次進行:
[0026]1、將單透鏡和平光鏡平行放置，且使貼有偏振片或膜的一面相對。
[0027]2、將待測物質(zhì)放置于單透鏡和平光鏡之間，調(diào)整平光鏡和單透鏡，使平光鏡和單透鏡上的偏振片(膜)的光軸正交。
[0028]3、將光源放在單透鏡一側，光通過貼有偏振片(膜)的單透鏡時，變成偏振光，單透鏡反射的光通過偏振片(膜)也變成了偏振光。
[0029]4、轉(zhuǎn)動待測物質(zhì)，在平光鏡未貼有偏振片(膜)的一側進行觀察，轉(zhuǎn)動過程中如可觀察到環(huán)形或方形部分亮時，圓形片暗，環(huán)形或方形部分暗時，圓形片亮，明暗交替出現(xiàn)形成對照，則該待測物質(zhì)具有各向異性。
[0030]上述本發(fā)明提供的各向異性檢測裝置，制作簡單，操作方便，直觀易懂。因其體積小、重量輕、便于攜帶，特別適用于現(xiàn)場教學與培訓，可作為物質(zhì)各向異性的初步觀察和驗證，也可作為大學化學、高分子化學、液晶化學教學與培訓的演示教具。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]圖1為各向異性檢測裝置結構示意圖，其中，1、單透鏡；2、圓形偏振部件a;3、平光鏡；4、圓形偏振部件b ;5、比較偏振部件c ；
[0032]圖2為各向異性簡易觀察示意圖，圖中基板A是貼有圓形偏振部件a的單透鏡，基板B是貼有圓形偏振部件b的平光鏡，燈泡表示光源，太陽圖形表示自然光；其中，1、單透鏡；2、圓形偏振部件a ;3、平光鏡；4、圓形偏振部件b ;5、光源；6、自然光；7、觀察位置?！揪唧w實施方式】
[0033]下面結合具體實施例對本實用新型作進一步說明，但本實用新型并不限于以下實施例。
[0034]實施例1
[0035]該各向異性檢測裝置的結構示意圖如圖1所示。
[0036]由圖可知，該裝置包括一個單透鏡1、圓形偏振片部件a2、圓形偏振片部件b4、一個與圓形偏振片部件a2匹配的比較部件c5和一個平光鏡3 ；
[0037]其中，圓形偏振部件a2和比較部件c5均對準圓心，位于單透鏡I的反光面上，且兩偏振片部件的光軸正交，圓形偏振片部件a2在內(nèi)，比較部件c5在外；
[0038]圓形偏振部件b4對準圓心位于平光鏡3上的一面上。
[0039]其中，圓形偏振部件可為偏振片或偏振膜。比較部件c5具體可為環(huán)形片或環(huán)形膜或方形片或方形膜。
[0040]實施例2、用各向異性檢測裝置觀察碘化鉀溶液
[0041]如圖2所示，按照如下步驟進行觀察:
[0042]1、將單透鏡I和平光鏡3平行放置，且使貼有圓形偏振部件的一面相對；
[0043]2、將碘化鉀溶液用載片放置于單透鏡I和平光鏡3之間，調(diào)整平光鏡I和單透鏡3，使平光鏡3和單透鏡I上的圓形偏振部件的光軸正交；
[0044]3、將光源放在單透鏡I 一側，光通過貼有圓形偏振部件a2的單透鏡時，變成偏振光，單透鏡I反射的光通過圓形偏振部件a2也變成了偏振光。
[0045]4、轉(zhuǎn)動或移動待測物質(zhì)，在平光鏡3未貼有圓形偏振部件b4的一側進行觀察；
[0046]在偏振片正交情況下，視場是暗黑的，使碘化鉀溶液在兩載片之間形成膜，置于單透鏡I和平光鏡3之間，視場仍是暗黑的，無論怎樣旋轉(zhuǎn)載片，視場總是暗黑的。
[0047]這是因為碘化鉀溶液沒有各向異性，起偏鏡所形成的線偏振光的振動方向不發(fā)生變化，仍然與檢偏鏡的光軸垂直的緣故，碘化鉀溶液是各向同性的物質(zhì)。
[0048]實施例3、用各向異性檢測裝置觀察戊基戊基環(huán)己基苯氰的固態(tài)、液晶態(tài)、液態(tài)
[0049]如圖2所示，按照如下步驟進行觀察:
[0050]1、將單透鏡I和平光鏡3平行放置，且使貼有圓形偏振部件的一面相對；
[0051]2、將室溫為固態(tài)的戊基戊基環(huán)己基苯氰用載片放置于單透鏡I和平光鏡3之間，調(diào)整平光鏡I和單透鏡3，使平光鏡3和單透鏡I上的圓形偏振部件的光軸正交；
[0052]3、將光源放在單透鏡I 一側，光通過貼有圓形偏振部件a2的單透鏡時，變成偏振光，單透鏡I反射的光通過圓形偏振部件a2也變成了偏振光。
[0053]4、轉(zhuǎn)動或移動待測物質(zhì)，在平光鏡3未貼有圓形偏振部件b4的一側進行觀察；
[0054]5、用電吹風加熱戊基環(huán)己基苯氰晶體，在戊基環(huán)己基苯氰熔化的同時，視場呈現(xiàn)明亮的彩虹，旋轉(zhuǎn)載片，彩虹不消失，說明此時戊基環(huán)己基苯氰呈現(xiàn)各向異性。而這時戊基戊基環(huán)己基苯氰是液晶態(tài)亦驗證了其確實具備各向異性。
[0055]繼續(xù)加熱載片，當溫度超過55°C后，彩虹消失，視場變黑，這時戊基戊基環(huán)己基苯氰是液態(tài)，不具備各向異性。
[0056]實施例4、用各向異性檢測裝置觀察“相印牌餐巾紙”的包裝塑料膜[0057]按照實施例2的步驟，僅將碘化鉀溶液替換為“相印牌餐巾紙”的包裝塑料膜，可知:
[0058]在正交的情況下，視場是暗黑的；
[0059]將“相印牌餐巾紙”的包裝塑料膜置于基板A和基板B之間，旋轉(zhuǎn)塑料膜，在一周的旋轉(zhuǎn)過程中明暗變化四次。這說明塑料膜是各向異性的。
[0060]實施例5、用各向異性檢測裝置觀察“華聯(lián)商場食品包裝塑料袋”
[0061]按照實施例2的步驟，僅將碘化鉀溶液替換為“華聯(lián)商場食品包裝塑料袋”，可知:
[0062]移動或旋轉(zhuǎn)小塑料片，移動或旋轉(zhuǎn)過程中有明暗和顏色的不均勻變化。
[0063]這說明華聯(lián)商場食品包裝塑料袋是各向異性的，且構成塑料袋的高分子排列不整齊。用熱小鐵網(wǎng)局部加熱小塑料片后，再次在各向異性簡易演示裝置上觀察，加熱部分與不加熱時不同。加熱部分形成標記，常溫下不改變。說明塑料袋的材料分子排列在加熱時發(fā)生變化。
【權利要求】
1.一種各向異性檢測裝置，其特征在于:所述裝置包括一個單透鏡、圓形偏振部件a和b、一個與所述圓形偏振部件a匹配的比較部件c和一個平光鏡； 其中，所述圓形偏振部件a和比較部件c均位于所述單透鏡的反光面上，所述比較部件c環(huán)繞所述圓形偏振部件a; 所述圓形偏振部件b位于所述平光鏡上的一面上； 所述圓形偏振部件a和圓形偏振部件b的光軸正交； 所述圓形偏振部件a和圓形偏振部件b的位置相對； 所述單透鏡和平光鏡平行放置。
2.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于:所述裝置還包括光源，具體為人工光源。
3.根據(jù)權利要求1-2任一所述的裝置，其特征在于:所述圓形偏振部件為圓形偏振片或偏振膜； 所述比較部件c為環(huán)形片或環(huán)形膜或方形片或方形膜。
【文檔編號】G01N21/23GK203811530SQ201320889210
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2013年12月31日 優(yōu)先權日:2013年12月31日
【發(fā)明者】楊錦, 華瑞茂, 李雅敏 申請人:石家莊誠志永華顯示材料有限公司