一种物理教学用单缝衍射实验演示装置的制作方法

本发明涉及教学用具领域，具体为一种物理教学用单缝衍射实验演示装置。

背景技术：

单缝衍射实验是大学基础教学重要的内容之一，其应用广泛，有非常重要的应用价值。目前为了便于学生对于单缝衍射的理解，实验室配备了相应的实验器材，但是目前的实验器材均不能进行连续的缝宽变化与投影形态的对应图像的采集，即目前的实验器材操作方式是间断式调节缝宽并单独采集图样进行收集对比分析，一方面比较复杂劳动量大，另一方面枯燥无趣不利于提高学生的兴趣，鉴于此，我们提出一种物理教学用单缝衍射实验演示装置。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种物理教学用单缝衍射实验演示装置，以解决上述背景技术中提出的问题。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种物理教学用单缝衍射实验演示装置，包括铁板，铁板上固定有变角度调节机构，变角度调节机构的两侧分别有激光发射器和投影板，变角度调节机构包括同轴固定在立柱上的外圈和内圈，且内圈位于外圈内侧，立柱下端垂直固定在铁板上，内圈上滑动连接有多个导向杆，且导向杆指向内圈圆心的一端活连接有两个结构相同的连杆，且相邻的两个导向杆上的两个相邻的连杆指向内圈圆心的端头处通过销轴铰接连接，外圈的内侧定轴转动连接有齿圈，齿圈的内壁通过弧形臂连接相邻的两个导向杆上的两个相邻的连杆的铰接连接处，立柱上通过悬臂和轴承连接有驱动机构。

优选的，导向杆不少于两组并沿内圈的圆周走向等间隔排列，且内圈上位于相邻的两个导向杆之间的位置固定有与中心轴线平行的销杆。

优选的，弧形臂上开设有弧形的通槽，销杆活连接在弧形臂上的通槽内。

优选的，立柱上的驱动机构包括齿轮，齿轮与齿圈啮合连接，且齿轮上有摇柄。

优选的，铁板上垂直于环架所在平面的方向上固定有截面为燕尾型的滑轨，滑轨上滑动连接有两个磁铁块，且两个磁铁块分别位于变角度调节机构的两侧。

优选的，投影板通过杆状物固定连接在对应的磁铁块上，另一个所述磁铁块上垂直向上固定有角钢架，且激光发射器的非发射端通过磁性件吸附固定在角钢架上。

与现有技术相比，本发明的有益效果：通过齿轮带动齿圈正向或反向转动，齿圈通过弧形臂对相邻的两个导向杆上的两个相邻的连杆的铰接连接处施力，使得同一导向杆上的两个连杆的角度变大或变小，从而能够实现在缝宽连续性变化的情况下激光投影衍射图像的连续性采集，一次即可得到相应的衍射图像，操作简单，劳动量小；连杆角度的变化形式新颖，并且实验效果明显，生动有趣，有助于提高学生的兴趣，非常适合在教学中推广。

附图说明

图1为本发明中的变角度调节机构结构示意图；

图2为图1中的a-a截面视角结构示意图。

图中：1铁板；2立柱；3外圈；4齿圈；5内圈；6连杆；7通槽；8销杆；9弧形臂；10导向杆；11齿轮；12投影板；13激光发射器；14滑轨；15磁铁块；16角钢架。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术工作人员员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种物理教学用单缝衍射实验演示装置包括铁板1，铁板1上固定有变角度调节机构，变角度调节机构的两侧分别有激光发射器13和投影板12，铁板1上垂直于内圈5所在平面的方向上固定有截面为燕尾型的滑轨14，滑轨14上滑动连接有两个磁铁块15，且两个磁铁块15分别位于变角度调节机构的两侧，投影板12通过杆状物固定连接在对应的磁铁块15上，另一个所述磁铁块15上垂直向上固定有角钢架16，激光发射器13的非发射端通过磁性件吸附固定在角钢架16上。

变角度调节机构包括同轴固定在立柱2上的外圈3和内圈5，内圈5位于外圈内侧，立柱下端垂直固定在铁板1上，内圈5上滑动连接有多个导向杆10，且导向杆10指向内圈5圆心的一端活连接有两个结构相同的连杆6，相邻的两个导向杆10上的两个相邻的连杆6指向内圈5圆心的端头处通过销轴铰接连接，外圈3的内侧定轴转动连接有齿圈4，齿圈4的内壁通过弧形臂9连接相邻的两个导向杆10上的两个相邻的连杆6的铰接连接处，导向杆10不少于两组并沿内圈5的圆周走向等间隔排列，且内圈5上位于相邻的两个导向杆10之间的位置固定有与中心轴线平行的销杆8，弧形臂9上开设有弧形的通槽7，且销杆8活连接在弧形臂9上的通槽7内。

立柱2上的驱动机构包括齿轮11，齿轮11与齿圈4啮合连接，且齿轮11上有摇柄。

本实施例中，在进行单缝衍射实验的演示时，操作如下：

步骤一：沿滑轨14的走向调整两个磁铁块15与变角度调节机构的距离，调节激光发射器13在角钢架16上的位置，利用激光发射器13非发射端的磁性件在角钢架16上上下移动或者左右移动，使的激光发射器13发出的激光线能够穿过变角度调节机构的中心投射在投影板12的中心位置；

步骤二：通过手柄正向或反向转动齿轮11，齿轮11的转动通过齿牙传动带动齿圈4逆时针或顺时针转动，齿圈4的转动通过弧形臂9对相邻的两个导向杆10上的两个相邻的连杆6的铰接连接处施加作用力，当齿圈4逆时针转动时，通过弧形臂9对连杆6施加拉力作用，并在销杆8和弧形臂9上的通槽7的作用下使得连杆6之间相互扩展打开，同时导向杆10外移，随着齿圈4的转动销杆8接触弧槽7靠近内圈5圆心的一端时，相邻的两个导向杆10上的两个相邻的连杆6呈一条直线，此时同一导向杆10上的两个连杆6之间夹角最大为90°，即变缝夹角最大，当齿圈4顺时针转动时，通过弧形臂9对连杆6施加拉力作用，并在销杆8和弧形臂9上的通槽7的作用下使得连杆6之间相互靠近闭合，同时导向杆10向内圈5的圆心处移动，随着齿圈4的转动销杆8接触弧槽7远离内圈5圆心的一端时，相邻的两个导向杆10上的两个相邻的连杆6互相垂直，此时同一导向杆10上的两个连杆6之间夹角最小为0°，即变缝夹角最小。

按照上述步骤二的操作改变同一导向杆10上的两个连杆6夹角大小，以达到激光发射器13发射的激光源射向连杆6之间的变角度狭缝在屏幕上出现明显清晰衍射图样，可从衍射图样中得出夹缝宽度越大中央衍射光斑越窄，在同一个狭缝下得出同级衍射条纹随着缝宽的增大衍射角变小，操作简单便捷，而且可以得出中心对称式衍射图样，增大趣味性，新颖性，帮助学生更好的理解实验原理，有助于提高教学质量。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术工作人员员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

技术特征：

技术总结
本发明涉及教学用具领域，具体为一种物理教学用单缝衍射实验演示装置，包括铁板，铁板上固定有变角度调节机构，变角度调节机构的两侧分别有激光发射器和投影板，变角度调节机构包括同轴固定在立柱上的外圈和内圈，立柱下端垂直固定在铁板上，内圈上滑动连接有多个导向杆，导向杆指向内圈圆心的一端活连接有两个结构相同的连杆，相邻的两个导向杆上的两个相邻的连杆指向内圈圆心的端头处通过销轴铰接连接，外圈的内侧连接有齿圈。该种物理教学用单缝衍射实验演示装置，能够实现在缝宽连续性变化的情况下激光投影衍射图像的连续性采集，一次即可得到相应的衍射图像，操作简单，劳动量小，生动有趣，有助于提高学生的兴趣，非常适合在教学中推广。

技术研发人员：韩彦彬
受保护的技术使用者：瑞安市任奇科技有限公司
技术研发日：2018.10.09
技术公布日：2019.01.11