专利名称：一种演示经典粒子不发生相干叠加的实验教具的制作方法
技术领域：
本实用新型属于一种教学用教具，特别是一种在物理实验教学中用于演示经典粒子的 基本特性的教具，该教具可用于直观演示经典粒子"不发生相干叠加"的基本特性，又能演 示反映统计规律的现象。
背景技术：
目前，在中学物理和大学物理教学中，涉及到讲授经典粒子"不发生相干叠加"这一基本 特性的教学内容时，往往是口述举例设想一挺机枪，从远处通过墙上的双缝进行扫射。 当只开缝l，靶上子弹的密度分布为A(x),只开缝2，靶上子弹的密度分布为A(;c)，双 缝齐开，靶上的密度分布为pOc)，它简单的等于两个密度相加/ (;c;) = Pl(x) + p2(Jc)。
区别于波传播过程中遇到双缝时，合成波的强度/ = /1+/2+干涉项*/1+/2，即发生相
干叠加。显然，这样的举例缺乏直观性。此外，在讲授统计规律的现象时，在伽尔顿演示
实验中采用一竖直放置的箱体作为实验装置，箱体的正面为可抽出玻璃类透明的板体， 箱体的顶部开设有一个与箱体前、后内壁垂直的条形漏斗形入口，而在箱体内腔的中、下 部的前、后内壁之间等距离并垂直于前、后壁设置一组隔板以组成一组容积相同的条形腔 体，在各条形腔体上方与漏斗式条形入口之间的后壁上垂直于前后壁矩阵式纵横、错位设 置若干铁钉；演示实验时以黄豆的下落代表事件，从箱体的顶部漏斗式条形入口落下的黄 豆通过铁钉组成的阻挡阵列时，与阻挡物多次碰撞而不断改变方向，从而落入下方等间距 排列的哪个槽内是偶然的，当大量黄豆从条形入口落下时在各槽内的分布则遵从一定的规 律。该演示实验在反映统计规律的意义时直观性强，但该实验教具不能用于演示经典粒子 "不发生相干叠加"的基本特性。 发明内容
本实用新型的目的在于设计一种演示经典粒子不发生相干叠加的实验教具，以便在 大、中学物理教学中既可方便、准确地演示经典粒子不发生相干叠加的特性，又能演示反 映统计规律的实验，以达到演示实验直观、准确，操作简单、方便等目的。
本实用新型的解决方案是在伽尔顿实验教具的基础上，将原设的一个漏斗形入口改为 对称排列的两个条形漏斗形入口，从而实现其目的。因此，本实用新型包括正面为玻璃类 透明隔板的箱体，箱体的顶部设有与箱体前、后内壁垂直的条形漏斗形入口，在箱体内腔 下部的前、后内壁之间等距离且垂直于前、后壁采用隔板隔成的一组容积相同的条形腔体，
3在各腔体上方与箱体顶部的条形入口之间的后壁上，垂直于前后壁矩阵式纵横、错位设置 有阻挡物铁钉，关键在于箱体的顶部所设条形入口为两个对称排列、且与箱体前、后内壁 垂直的漏斗形条形入口，该漏斗形条形入口紧固于箱体的后板和两侧板上。
本实用新型由于在箱体的顶部开设了两个对称排列、且与箱体前、后内壁垂直的漏斗 形条形入口，从而既能直观、准确演示经典粒子不发生相干叠加这一学生较难理解的现象， 又可演示统计规律的特性。因此，本实用新型具有综合性实验功能强，操作简单、方便， 演示直观、准确，实验效果明显，学生易于理解、吸收典粒子不发生相干叠加的物理现象 及统计规律的特性等特点。
图l.为本实用新型结构示意图(主视图)； 图2.侧视图；图3.俯视图。
图中1.箱顶，条形入口，2.侧板，3.玻璃隔(面)板，4.铁钉，5.隔板，5 1.条形腔 体，6.底板，7.后板。
具体实施方式
箱体(高X宽X厚)410X320X50mm，箱体内腔(高X宽X深)330X280X20mm，两侧 板2(高X宽X厚)410X25X20mm，底板6(高X宽X厚)20X280X20mm，箱顶1轴向高 60mm厚20mm，条形入口 1 1 (宽X深)10X20mm，两个条形入口中心线相距100 mm、 以箱体中心线为对称设置；隔板5每个(高X宽X厚)160X18X3mm、将内腔下部等分隔 成12个条形腔体5 1;铁钉4每根长18mm、横向设10排、纵向设23列，相邻两排、 两列的中心距均为12mm，相互错位设置；玻璃隔板3(高X宽X厚)3卯X285X3mm，两 侧边与设于两侧板2上的槽体滑动式连接。
本教具的使用方法以黄豆代表经典粒子，将一粒一粒的黄豆从条形入口 1~1的某一 入口(如左入口)投入，可看到下落的黄豆由于与阻挡物铁钉4的多次碰撞而不断改变运动 路径，最终落入哪个条形腔体5~1内事先无法判定，这说明个别事件的随机性。而将大量 黄豆从条形入口 1的某一入口(如左入口)投入，并用笔在玻璃隔板3上将条形腔体5~1中 黄豆的分布轮廓线画出，即如附图1中的曲线I;抽开玻璃隔板3，倒出条形腔体5 1中的 黄豆，重复多次；可见分布轮廓曲线基本相同——说明大量的随机事件组成的整体服从一 定的规律性——统计规律。将大量黄豆只从条形入口 1的右入口投入，并在玻璃隔板3上 将条形腔体5 1中黄豆的分布轮廓线画出，即如附图1中的曲线II所示。再将大量黄豆同 时从条形入口 1~1左右两入口投入，再看条形腔体5 1中黄豆的分布轮廓线，即如附图1 中的曲线III，可见曲线III为曲线I、 II的简单叠加，说明经典粒子不发生相千叠加。
权利要求1. 一种演示经典粒子不发生相干叠加的实验教具，包括正面为玻璃类透明隔板的箱体，箱体的顶部设有与箱体前、后内壁垂直的条形漏斗形入口，在箱体内腔下部的前、后内壁之间等距离且垂直于前、后壁采用隔板隔成的一组容积相同的条形腔体，在各腔体上方与箱体顶部的条形入口之间的后壁上，垂直于前后壁矩阵式纵横、错位设置有阻挡物铁钉，其特征在于箱体的顶部所设条形入口为两个对称排列、且与箱体前、后内壁垂直的漏斗形条形入口，该漏斗形条形入口与箱体的后板或/和两侧板紧固连接。
专利摘要该实用新型属于一种在物理教学中用于演示经典粒子基本特性的教具，包括正面为透明隔板的箱体，顶部设有两个对称排列、且与箱体前、后内壁垂直的漏斗形条形入口，箱体内腔下部设有一组容积相同的条形腔体，在各腔体上方与箱体顶部的条形入口之间的后壁上矩阵式纵横、错位设置有铁钉。该教具由于在箱体的顶部开设了两个对称排列的漏斗形条形入口，从而既能直观、准确演示经典粒子不发生相干叠加这一学生较难理解的现象，又可演示统计规律的特性。因而具有综合实验功能强，操作简单、方便，演示直观、准确，学生易于理解、吸收经典粒子不发生相干叠加的物理现象及统计规律的特性等特点。克服了背景技术不能用于演示经典粒子基本特性等缺陷。
文档编号G09B23/00GK201259746SQ20082014056
公开日2009年6月17日 申请日期2008年10月4日 优先权日2008年10月4日
发明者红 张 申请人:红 张