一种可调控的双缝装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种可调控的双缝装置，包括对称设置、且能够形成磁场回路的电磁结构，以及设置在所述电磁结构中心位置的双缝结构。本发明所述可调控的双缝装置，可以克服现有技术在多次实验时需要再次拆装、重新调整照明系统、双缝、观察系统的水平位置、具有拆装难度大和浪费时间等缺陷，以实现具有结构简单、拆装难度小、和节省时间的优点。
【专利说明】-种可调控的双缝装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及物理教学仪器【技术领域】，具体地，涉及一种可调控的双缝装置。
【背景技术】
[0002] 双缝干涉实验是高中物理教学中认识光特性的基础实验之一，也是现代光学的基 础。其原理主要是通过两条靠得很近的平行狭缝，将一个线光源发出的光分成两束相干光 波。当两束相干光波在空间相遇时，会出现互相加强或互相减弱的现象，即在光程差等于零 或等于波长整数倍的地方，互相加强形成亮点；在光程差等于半波长奇数倍的地方，互相抵 消形成暗点。而影响光程差的主要因素为光的波长、光屏到双缝的距离、双缝的间距。可 是，目前的干涉实验装置均采用固定尺寸的双缝，切换不同间距的双缝片时，需要拆卸整个 装置，并重新调节整照明系统、双缝、观察系统的水平位置光源以及遮光孔的水平位置，浪 费了大量的课堂时间。
[0003] 磁流变弹性体（Magnetorheological Elastomer,MRE)是通过物理或化学等手段， 将磁性颗粒散布于固态或者凝胶状的基体中，在外加磁场或零场环境中固化后形成的高弹 性复合材料，具有磁场可控且可逆的变形行为，即磁致伸缩效应，并且响应速度非常快，显 示出良好的磁控力学性能，其次具有制备工艺简单、价格低廉的特性。对于特定的磁流变弹 性体片材，在一定范围内，随着外加磁场强度的增加，变形量逐渐增加，反之亦然，可应用于 各种微驱动装置。
[0004] 在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术在多次实验时需要再次拆装、重新 调整照明系统、双缝、观察系统的水平位置、具有拆装难度大和浪费时间等缺陷。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种可调控的双缝装置，以实现结构简 单、拆装难度小和节省时间的优点。
[0006] 为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种可调控的双缝装置，包括对称设 置、且能够形成磁场回路的电磁结构，以及设置在所述电磁结构中心位置的双缝结构。
[0007] 进一步地，所述电磁结构，包括具有对称设置在左臂和右臂的轭铁，以及坚直对称 设置在轭铁的左臂和右臂处的一对线圈。
[0008] 进一步地，所述电磁结构，还包括坚直对称设置在所述轭铁底部的支座。
[0009] 进一步地，所述双缝结构，包括套筒，以及坚直设置在所述套筒中的双缝组件。
[0010] 进一步地，所述双缝组件，包括坚直对称设置的一对铜板，坚直对称设置在所述一 对铜板之间的一对磁流变弹性体片材，坚直设置在所述一对磁流变弹性体片材之间的中心 位置处的遮光膜；所述遮光膜与一对磁流变弹性体片材之间的空间构成双缝。
[0011] 进一步地，安装所述双缝结构的套筒中心具有一矩形小孔，小孔内侧安装一玻璃 片，起到支撑磁流变弹性体片材与双缝的作用；和/或， 双缝内侧通过较软的遮光膜连接，双缝的外侧粘贴于磁流变弹性体片材上，通过螺栓 固定于套筒上的铜板一端固定磁流变弹性体片材，这样磁流变弹性体片材的伸长与收缩能 够带动双缝发生微小位移，继而实现双缝间隙的自动调节特性； 和/或，电磁结构的磁极部分的长度大于磁流弹性体片材的长度，使磁流变弹性体片 材处于均勻磁场环境中。
[0012] 进一步地，所述磁流变弹性体片材与双缝以及遮光膜的高度相同，或者遮光膜选 择较薄的薄膜材料减少缝移动时的阻力，铜板的高度高于可移动的磁流变弹性体片材的高 度与双缝的高度； 起始时双缝之间的距离为所需要的最大值，双缝与外磁场的两极平行，在零场环境中 调节双缝干涉仪的整个装置，随后不断调节线圈中的电流，引起磁流变弹性体片材的伸长， 继而推动双缝向中心移动，实现双缝间距的磁场可调控特性。
[0013] 进一步地，所述双缝组件，还包括设置在双缝中的一对玻璃片。
[0014] 进一步地，所述双缝组件，还包括分别水平设置在一对铜板的上、下对应端部之间 的一薄玻璃片与下玻璃片；一薄玻璃片与下玻璃片，起到约束磁流变弹性体与双缝的作用。
[0015] 本发明各实施例的可调控的双缝装置，由于包括对称设置、且能够形成磁场回路 的电磁结构，以及设置在电磁结构中心位置的双缝结构；从而可以克服现有技术在多次实 验时需要再次拆装、重新调整照明系统、双缝、观察系统的水平位置、具有拆装难度大和浪 费时间的缺陷，以实现结构简单、拆装难度小和节省时间的优点。
[0016] 本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变 得显而易见，或者通过实施本发明而了解。
[0017] 下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
【专利附图】
【附图说明】
[0018] 附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实 施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中： 图1为本发明可调控的双缝装置的磁控宽域可调双缝工作原理图； 图2为本发明可调控的双缝装置的整体组装示意图； 图3为本发明可调控的双缝装置的双缝结构示意图； 图4为本发明可调控的双峰装置的双缝结构局部剖视示意图。
[0019] 结合附图，本发明实施例中附图标记如下： 1-双缝结构；2-线圈；3-轭铁；4-支座；5-第一玻璃片；6-磁流变弹性体片材；7-遮 光膜；8-第二玻璃片；9-铜板；10-套筒；11-双缝。
【具体实施方式】
[0020] 以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实 施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
[0021] 传统杨氏教学仪的弊端是每次试验后都需要拆卸并调整里面的镜片。因为每次试 验需要的镜片之间的间距都不同。本发明的技术方案，是通过添加磁场来调控镜片间距，免 去拆卸的麻烦；本发明的技术方案所要保护的也是这种用磁场来控制间距的方法。
[0022] 根据本发明实施例，如图1、图2和图3所示，基于一种新型的磁控智能复合材料， 提供了一种可调控的双缝装置，具体说是一种通过外加作用可调控缝间距的双缝装置。该 可调控的双缝装置，是一种外加磁场可调控的双缝装置，利用磁流变弹性体的磁致伸缩效 应，结构简单，无需拆卸即刻实现双缝间距的调节。
[0023] 本实施例的可调控的双缝装置，包括对称设置、且能够形成磁场回路的电磁结构， 以及设置在电磁结构中心位置的双缝结构(如双缝结构1)。
[0024] 其中，上述电磁结构，包括具有对称设置的左臂和右臂的轭铁(如轭铁3)，以及坚 直对称设置在轭铁的左臂和右臂处的一对线圈（如线圈2)。电磁结构，还包括坚直对称设置 在轭铁底部的支座(如支座4)。
[0025] 上述双缝结构，包括套筒(如套筒10)，以及坚直设置在套筒中的可调双缝组件。双 缝组件，包括坚直对称设置的一对铜板(如铜板9)，坚直对称设置在一对铜板之间的一对磁 流变弹性体片材(如磁流变弹性体片材6)，坚直设置在一对磁流变弹性体片材之间的中心 位置处的遮光膜(如遮光膜7);遮光膜与一对磁流变弹性体片材之间的空间构成双缝(如双 缝11)。双缝组件，还包括设置在双缝中的一对玻璃片(如玻璃片5);双缝组件，还包括分别 水平设置在一对铜板的上、下对应端部之间的一薄玻璃片与下玻璃片(如第二玻璃片8);- 薄玻璃片与下玻璃片，起到约束磁流变弹性体与双缝的作用。
[0026] 安装双缝结构的套筒中心具有一矩形小孔，小孔内侧安装一玻璃片，起到支撑磁 流变弹性体片材与双缝的作用；和/或，双缝内侧通过较软的遮光膜连接，双缝的外侧粘贴 于磁流变弹性体片材上，通过螺栓固定于套筒上的铜板一端固定磁流变弹性体片材，这样 磁流变弹性体片材的伸长与收缩能够带动双缝发生微小位移，继而实现双缝间隙的自动调 节特性；和/或，电磁结构的磁极部分的长度大于磁流弹性体片材的长度。磁流变弹性体片 材与双缝以及遮光膜的高度相同，或者遮光膜选择较薄的薄膜材料减少缝移动时的阻力， 铜板的高度高于可移动的磁流变弹性体片材的高度与双缝的高度；起始时双缝之间的距离 为所需要的最大值，双缝与外磁场的两极平行，在零场环境中调节双缝干涉仪的整个装置， 随后不断调节线圈中的电流，引起磁流变弹性体片材的伸长，继而推动双缝向中心移动，实 现双缝间距的磁场可调控特性。
[0027] 参见图1，本发明的技术方案，采用磁控宽域可调双缝方法，两平行双缝
【权利要求】
1. 一种可调控的双缝装置，其特征在于，包括对称设置、且能够形成磁场回路的电磁结 构，以及设置在所述电磁结构中心位置的双缝结构。
2. 根据权利要求1所述的可调控的双缝装置，其特征在于，所述电磁结构，包括具有对 称设置在左臂和右臂的轭铁，以及坚直对称设置在轭铁的左臂和右臂处的一对线圈。
3. 根据权利要求2所述的可调控的双缝装置，其特征在于，所述电磁结构，还包括坚直 对称设置在所述轭铁底部的支座。
4. 根据权利要求1-3中任一项所述的可调控的双缝装置，其特征在于，所述双缝结构， 包括套筒，以及坚直设置在所述套筒中的双缝组件。
5. 根据权利要求4所述的可调控的双缝装置，其特征在于，所述双缝组件，包括坚直对 称设置的一对铜板，坚直对称设置在所述一对铜板之间的一对磁流变弹性体片材，坚直设 置在所述一对磁流变弹性体片材之间的中心位置处的遮光膜；所述遮光膜与一对磁流变弹 性体片材之间的空间构成双缝。
6. 根据权利要求5所述的可调控的双缝装置，其特征在于，安装所述双缝结构的套筒 中心具有一矩形小孔，小孔内侧安装一玻璃片，起到支撑磁流变弹性体片材与双缝的作用； 和/或， 双缝内侧通过较软的遮光膜连接，双缝的外侧粘贴于磁流变弹性体片材上，通过螺栓 固定于套筒上的铜板一端固定磁流变弹性体片材，这样磁流变弹性体片材的伸长与收缩能 够带动双缝发生微小位移，继而实现双缝间隙的自动调节特性； 和/或，电磁结构的磁极部分的长度大于磁流弹性体片材的长度，使磁流变弹性体片 材处于均勻磁场环境中。
7. 根据权利要求6所述的可调控的双缝装置，其特征在于，所述磁流变弹性体片材与 双缝以及遮光膜的高度相同，或者遮光膜选择较薄的薄膜材料减少缝移动时的阻力，铜板 的高度高于可移动的磁流变弹性体片材的高度与双缝的高度； 起始时双缝之间的距离为所需要的最大值，双缝与外磁场的两极平行，在零场环境中 调节双缝干涉仪的整个装置，随后不断调节线圈中的电流，引起磁流变弹性体片材的伸长， 继而推动双缝向中心移动，实现双缝间距的磁场可调控特性。
8. 根据权利要求5所述的可调控的双缝装置，其特征在于，所述双缝组件，还包括设置 在双缝中的一对玻璃片。
9. 根据权利要求8所述的可调控的双缝装置，其特征在于，所述双缝组件，还包括分别 水平设置在一对铜板的上、下对应端部之间的一薄玻璃片与下玻璃片；一薄玻璃片与下玻 璃片，起到约束磁流变弹性体与双缝的作用。
【文档编号】G09B23/22GK104157197SQ201410430658
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年8月28日 优先权日:2014年8月28日
【发明者】高伟, 王省哲 申请人:兰州大学