本实用新型涉及教学演示仪器,特别是一种双缝干涉实验探究演示系统。
背景技术:
双缝干涉是物理当中的一个重要知识点,也是物理教学过程中比较基础的物理实验。其光强分布规律及双缝间距与干涉条纹间距关系的探讨更是一个重点和难点,在双缝干涉实验演示方面,目前多数以定性观察为主,即以激光为光源,直接照射双缝装置,然后采用人眼在观察屏上观察的方式,其缺点在于难以进行定量的演示与比较;另外也有采用光电传感器,并结合计算机或监视器来进行双缝干涉演示的,但其通常对整个光路部分的器件进行了封装或要求在暗室环境下进行,直观性较差,不易于在课堂教学中推广,不便于演示,影响实验效果。
因此,需要一种简单易操作的双缝干涉实验探究演示系统。
技术实现要素:
本实用新型的目的就是提供一种双缝干涉实验探究演示系统。
本实用新型的目的是通过这样的技术方案实现的:
本实用新型提供的一种双缝干涉实验探究演示系统,包括底座以及设置于底座上的激光器、相干光源生成单元、光纤和光屏;
所述激光器发出的激光经过相干光源生成单元转换为相关光,所述光纤的入射端设置有会聚透镜,所述光纤的出射端设置有细缝;所述每束相关光通过会聚透镜射入到光纤的入射端的表面上;所述相关光经过光纤传输,从光纤出射端的细缝射出;所述从细缝射出的相关光在光屏上形成干涉条纹。
进一步,所述光屏上设置有分划板和调节装置,所述调节装置与分划板连接用于调节分划板的位置。
进一步,所述光纤出射端设置有微调器,所述微调器用于调节各光纤出射端之间的距离。
进一步,所述相干光源生成单元为半反半透的分束板,所述分束板设置于底座上,所述激光器发出的激光经过分束板相关光,每条所述相干光入射到光纤的入射端的表面上。
进一步,所述光屏上设置有CCD图像采集器、处理器和显示器,所述CCD图像采集器用于获取干涉条纹图像并将干涉条纹图像输入到处理器中进行处理;所述显示器与处理器连接用于显示处理器的输出结果。
进一步,所述微调器包括底座、滑轨和滑槽;所述底座上设置滑轨,所述滑轨上设置有滑块,所述滑块与滑轨配合,所述滑块上设置有滑槽,所述滑槽与光纤相配合用于设置光纤出射端位置。
由于采用了上述技术方案,本实用新型具有如下的优点:
本实用新型提供的双缝干涉实验探究演示系统,采用光纤传输相关光,解决了普通光学干涉实验中光强与缝宽之间的矛盾。该系统结构简单,演示效果明显,可在普通教室内进行演示,出射条纹粗细均匀,对比度高。且中光屏上设置分划板,可以直接演示测量条纹间距的过程,较之老式的同类演示仪必须近处目视的效果好得多。
本实用新型的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述,并且在某种程度上,基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的,或者可以从本实用新型的实践中得到教导。本实用新型的目标和其他优点可以通过下面的说明书和权利要求书来实现和获得。
附图说明
本实用新型的附图说明如下。
图1为本实用新型的双缝干涉实验探究演示系统结构示意图。
图中:1为底座、2为激光器、3为相干光源生成单元、4为光纤、5为光屏;41为会聚透镜、42为细缝、43为微调器;51为分划板、52为调节装置。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
如图所示,本实施例提供的一种双缝干涉实验探究演示系统,包括底座1以及设置于底座1上的激光器2、相干光源生成单元3、光纤4和光屏5;
所述激光器2发出的激光经过相干光源生成单元3转换为相关光,所述光纤4的入射端设置有会聚透镜41,所述光纤的出射端设置有细缝42;所述每束相关光通过会聚透镜41射入到光纤的入射端的表面上;所述相关光经过光纤4传输,从光纤出射端的细缝42射出;所述从细缝射出的相关光在光屏上形成干涉条纹。
所述光屏上设置有分划板51和调节装置52,所述调节装置52与分划板51连接用于调节分划板51的位置。
所述光纤出射端设置有微调器43,所述微调器43用于调节各光纤出射端之间的距离。
所述相干光源生成单元为半反半透的分束板,所述分束板设置于底座上,所述激光器发出的激光经过分束板相关光,每条所述相干光入射到光纤的入射端的表面上。
所述光屏上设置有CCD图像采集器、处理器和显示器,所述CCD图像采集器用于获取干涉条纹图像并将干涉条纹图像输入到处理器中进行处理;所述显示器与处理器连接用于显示处理器的输出结果。
所述微调器包括底座、滑轨和滑槽;所述底座上设置滑轨,所述滑轨上设置有滑块,所述滑块与滑轨配合,所述滑块上设置有滑槽,所述滑槽与光纤相配合用于设置光纤出射端位置。
本实施例提供的系统可通过光的干涉来测光的波长,测量时,调节调节装置让分划板的中心刻线对准亮纹的中心,调节调节装置为手轮,记下此时手轮上的读数;然后再转动手轮,使分划板左右移动使分划板中心刻线对准另一条亮纹的中心,记下此时手轮上的读数。
本实施例提供的激光光源同光纤输入耦合及其稳定性;光纤同光源可集成固定,易于操作,实验准备时间大大缩短。
最后说明的是,以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本技术方案的宗旨和范围,其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。