开放式布朗运动观察仪的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种开放式布朗运动观察仪。它包括光具座、光屏、激光发生器、液点发生器、防干扰透明罩、凸透镜、底板及活动支架，激光发生器设于光具座的一端，光屏设于光具座的另一端，活动支架设于光具座的上方，液点发生器用固定夹固定在底板上，底板安装在活动支架上，在底板上开有圆孔窗口，带有十字坐标线的凸透镜装在底板的另一侧，防干扰透明罩套在液点发生器的出液口。本实用新型具有能让更多的人亲眼看到清晰的布朗运动，并验证随着温度的升高，分子无规则热运动越激烈的现象等特点。
【专利说明】
开放式布朗运动观察仪
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种中学物理教学仪器，尤其与开放式布朗运动观察仪有关。
【背景技术】
[0002]在中学物理教学中，布朗运动能间接地反映了分子是在永不停息地作无规则热运动的重要依据，由于布朗运动的过程十分抽象，所以学生理解起来十分困难。为了更好地帮助学生理解这一物理现象，使他们掌握分子热运动理论的内容，“观察布朗运动”是一个重要的实验。传统的做法是在水中加入微量的花粉、或广告粉等微小粒子，含有杂质的水滴放在玻璃片上，四周用石蜡围住，做成玻片标本，然后在高倍显微镜下观察，细心调节显微镜能看到微小粒子作无规则运动的现象，每次只能由一人观察，耗时很长，课堂上除少数几个学生代表能观察实验现象外，其余同学只能听学生代表和老师来“说”实验。而且，水滴容易干涸，无法长时间观察。更重要的是布朗运动随着温度的升高，分子无规则运动越激烈，这一点无法做到，如果利用早晨和中午时间的温差来观察，效果甚微。还有一种采取模拟演示的方法，是采用传统光源照亮密闭空间内的烟雾，并利用显微镜观察散射着灯光的烟雾粒子的运动现象。但光源的照明强度会引起空气的对流，造成烟尘微粒整体定向移动，这样的模拟实验可信度很低。传统的观察布朗运动都要利用显微镜来观察，又限人又限时，存在着诸多的不足。
[0003]著名的布朗运动不仅需要借助物理模型和图片进行分析研究，更需要用实验演示加以证实。传统的布朗运动观察仪一般采取在显微镜下观察玻片标本中微粒的无规则运动，每次只能供一人观察，操作起来不容易，实验效果不理想，是一种封闭式的实验方法。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的是提供一种能让更多的人亲眼看到清晰的布朗运动，同时能演示布朗运动随着温度的升高，分子无规则热运动越激烈的现象，具有制造成本低、操作简便、可信度高、效果良好的开放式布朗运动观察仪。
[0005]为达到上述目的，本实用新型是通过以下技术方案实现的。开放式布朗运动观察仪，包括光具座、光屏、激光发生器、液点发生器、防干扰透明罩、凸透镜、底板及活动支架，激光发生器设于光具座的一端，光屏设于光具座的另一端，活动支架设于光具座的上方，液点发生器用固定夹固定在底板上，底板安装在活动支架上，在底板上开有圆孔窗口，带有十字坐标线的凸透镜装在底板的另一侧，防干扰透明罩套在液点发生器的出液口。
[0006]所述的开放式布朗运动观察仪，其液点发生器为注射器，包括注射器推杆、注射器活塞及注射器针筒，注射器活塞与注射器针筒相配合。
[0007]所述的开放式布朗运动观察仪，还包括电阻发热器、通电导线、指示灯、温度计、金属导热小管及电源插口，电阻发热器与通电导线、指示灯及电源插口相连，通电导线和温度计安装在液点发生器的注射器推杆上，通电导线、温度计紧密插入注射器活塞上，金属导热小管安装在液点发生器下端的出液口。
[0008]本实用新型与现有技术相比具有以下优点:(一)是将传统封闭式的布朗运动观察仪创新成为一种开放式布朗运动观察仪。用激光发生器产生的激光束直接照射在有杂质的小液珠上，利用小液珠和透镜的放大功能将小液珠中杂质的布朗运动情况实像投影在光屏上。可供多人同时观看，白天在室内就能观察到，若拉上窗帘，则图像更清晰，不受时间限制，能长时间观察；(二)是液滴产生器(注射器)设置电阻加热器、温度计和金属导热小管，电阻加热器通电后，随着水温的升高，金属导热小管使小液珠温度也升高，微小粒子的运动加剧，能进一步观察布朗运动随着温度的升高分子无规则热运动越激烈的现象。也说明了温度是反映分子作热运动的重要标志；(三)是光屏采用了白色透光板，正反面都能观察，而且透光的一面图像显得更清晰，增加了可视范围；图像中还带有十字坐标线，更能明显观察到微小粒子运动的快慢程度；(四)防干扰透明罩能防止周围气流、人员走动等环境因素的干扰，提高实验的可信度。
【附图说明】
[0009]图1是本实用新型开放式布朗运动观察仪的结构示意图。
[0010]图2是本实用新型开放式布朗运动观察仪液滴发生器的结构示意图。
【具体实施方式】
[0011]下面结合附图对本实用新型的实施例作进一步详细的描述。
[0012]如图1所示，开放式布朗运动观察仪，包括光具座8、光屏7、激光发生器1、液点发生器4、防干扰透明罩5、凸透镜6、底板17、活动支架19、电阻发热器10、通电导线11、指示灯12、温度计13、金属导热小管9及电源插口 14，液点发生器4为注射器，包括注射器推杆15、注射器活塞16及注射器针筒22，注射器活塞16与注射器针筒22相配合，液点发生器4中的液体含有杂质(如深黄广告粉)，激光发生器I设于光具座8的一端，光屏7设于光具座8的另一端，活动支架19设于光具座8的上方，液点发生器4用固定夹18固定在底板17上，底板17安装在活动支架19上，在底板17上开有圆孔窗口 21，带有十字坐标线20的凸透镜6装在底板17的另一侦U方干扰透明罩5套在液点发生器4的出液口，电阻发热器10与通电导线11、指示灯12及电源插口 14相连，通电导线11和温度计13安装在液点发生器4的注射器推杆15上，通电导线
11、温度计13紧密插入注射器活塞16上，不能漏气，金属导热小管9安装在液点发生器4下端的出液口，有效提高液体的导热程度。
[0013]球形的含杂质液珠3，由液点发生器4上的金属导热小管9管口形成，当一束有色的激光束2直射到液珠3上，球形的液珠3本身具有放大功能，经过凸透镜6后，在光屏7上形成放大的布朗运动的实像。光屏7离凸透镜6越远，形成的图像也越大，此时，可供多人观察。白天在室内就能观察到布朗运动的实像，若拉上窗帘，则图像更清晰。
[0014]使用方法:
[0015]1.将激光发生器I，液点发生器4，防干扰透明罩5和光屏7分别安装在在光具座8上，调节液点发生器4(注射器)，使得其底端的金属导热小管9产生较大的液珠。
[0016]2.打开激光发生器I的开关，微调激光发生器I以及可升降的支柱，使得激光束2照射到液珠3中心上，并将防干扰透明罩5罩住含杂质液珠3。
[0017]3.调节光屏7位置，获得液珠3中杂质的布朗运动的清晰实像，光屏7离液珠3或凸透镜6距离越远，形成的图像也越大。
[0018]4.接通电阻发热器10的电源，指示灯12变亮，液点发生器4内的液体加热。这样做，就能进一步观察到布朗运动随着温度的升高分子无规则热运动越激烈的现象，借助十字坐标线20，更能清楚识别微粒子运动的快慢程度，效果十分明显。
[0019]5.观察温度计13上的示数变化，同时观察光屏7上微粒无规则运动不断加剧的现象。
[0020]6.更换液珠3，可重复上述的演示过程。
【主权项】
1.一种开放式布朗运动观察仪，包括光具座(8)及光屏(7)，其特征在于:它还包括激光发生器(1)、液点发生器(4)、防干扰透明罩(5)、凸透镜(6)、底板(17)及活动支架(19)，激光发生器(I)设于光具座(8)的一端，光屏(7)设于光具座(8)的另一端，活动支架(19)设于光具座(8)的上方，液点发生器(4)用固定夹(18)固定在底板(17)上，底板(17)安装在活动支架(19)上，在底板(17)上开有圆孔窗口(21)，带有十字坐标线(20)的凸透镜(6)装在底板(17)的另一侧，防干扰透明罩(5)套在液点发生器(4)的出液口。2.根据权利要求1所述的开放式布朗运动观察仪，其特征在于:液点发生器(4)为注射器，包括注射器推杆(15)、注射器活塞(16)及注射器针筒(22)，注射器活塞(16)与注射器针筒(22)相配合。3.根据权利要求2所述的开放式布朗运动观察仪，其特征在于:它还包括电阻发热器(10)、通电导线(11)、指示灯(12)、温度计(13)、金属导热小管(9)及电源插口(14)，电阻发热器(10)与通电导线(11)、指示灯(12)及电源插口(14)相连，通电导线(11)和温度计(13)安装在液点发生器(4)的注射器推杆(15)上，通电导线(11)、温度计(13)紧密插入注射器活塞(16)上，金属导热小管(9)安装在液点发生器(4)下端的出液口。
【文档编号】G09B23/06GK205451610SQ201521126074
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2015年12月25日
【发明人】王力, 王金华
【申请人】王金华