一种可拆卸式中学物理辐射实验装置的制作方法

本实用新型涉及热辐射演示装置技术领域，具体为一种可拆卸式中学物理辐射实验装置。

背景技术：

现有中学教学用的热辐射演示装置一般采用克鲁克斯辐射计（于1875年首次被创造），具体为一个装在抽为半真空的玻璃容器中的位于针尖上的叶轮，其中每个转子的同一方向被涂黑，另一面为亮白色，在阳光或其他辐射的情况下，转子即开始稳定地转动，以此作为气体分子运动论的一个证据；其中原理为：叶轮总是按转子黑的一面向白的一面转，而不可能反转，其解释是由于吸收了热辐射，转子黑色一面温度较白色一面高，使得转子对表面附近的分子加热，是黑色表面附近的气体温度较高，因此分子运动速度较大。

然而现在的克鲁克斯辐射计基本做成一次性永久密封的形式，在教学课堂上用于老师讲解、展示，而不利于学生亲自动手操作，如此，会使得学生的兴趣下降，难以启发学生思维，且无法提高中学生动手操作能力。

如果克鲁克斯辐射计能做成非永久密封，而是在实验时通过学生动手操作进行叶片制作（含制作炭黑）、临时抽气、自己摸索试验参数（真空度、叶片尺寸、照射光强）与转速的关系等问题，这样在一定程度能够培养中学生实验兴趣，以及动手操作能力，从而便于教师更好的进行教学。

为了解决上述问题，本案由此而生。

技术实现要素：

（一）解决的技术问题

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种便于中学实验教学授课的可拆卸式的中学物理辐射实验装置。

（二）技术方案

为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：一种可拆卸式中学物理辐射实验装置，包括玻璃罩、位于玻璃罩内的顶针、设置在顶针尖端的转子、与转子连接的叶片、与顶针底端连接的基座、底座，所述玻璃罩与底座可拆卸式连接，且安装成型时可形成一密闭腔室；所述玻璃罩的底侧设置有与玻璃罩相通的抽气装置，通过抽气装置可对密闭腔室进行抽气。

优选的，所述玻璃罩通过紧固件与底座连接。

优选的，所述玻璃罩下端部的外圈径向延伸有搭边，搭边与玻璃罩一体成型；所述搭边通过紧固件与底座进行连接。

优选的，所述玻璃罩和底座之间设置有密封圈一，玻璃罩和紧固件之间设置有密封圈二。

优选的，所述抽气装置包括机械泵、手动阀门、四通、通气头；所述机械泵通过管道依次与手动阀门、四通和通气头的一端相通；所述通气头的另一端与密闭腔室相通；所述四通上还设置有气压表和针孔放气阀。

优选的，所述通气头的内部中空，且贯穿底座并通入玻璃罩的内部；所述通气头上，且位于玻璃罩内开设有多个通孔。

（三）有益效果

采用上述技术方案后，本实用新型与现有技术相比，具备以下优点：本实用新型一种可拆卸式中学物理辐射实验装置，将传统的克鲁克斯辐射计改装成可拆卸式，并且增加一个便于手动操作的抽气装置，对克鲁克斯辐射计进行抽真空，实现中学生自身动手操作完成实验，培养中学生动手操作能力，且作为一种新的可拆卸式教具，有效提高了教学授课质量。

附图说明

图1为本实用新型示意图；

图2为本实用新型中玻璃罩结构示意图；

图3为本实用新型中转子结构示意图。

图中：1玻璃罩、2顶针、3转子、4基座、5底座、6抽气装置、61机械泵、62手动阀门、63四通、64通气头、65气压表、66针孔放气阀、7紧固件、8密封圈一、9密封圈二、10通孔、11密闭腔室、12搭边。

具体实施方式

下面通过附图和实施例对本实用新型作进一步详细阐述。

如图1-3所示：一种可拆卸式中学物理辐射实验装置，包括玻璃罩1、位于玻璃罩1内的顶针2、设置在顶针2尖端的转子3、与转子3连接的叶片13、采用0.05-0.2mm厚的铝箔作为叶片13的材料，叶片13的一面用轻质、强吸收的材料（如：纳米C60、无定形纳米碳，纳米碳管）涂黑，叶片13边长10-20 mm。与顶针2底端连接的基座4、底座5，玻璃罩1与底座5可拆卸式连接，且安装成型时可形成一密闭腔室11。

玻璃罩1通过紧固件7与底座5连接。玻璃罩1下端部的外圈径向延伸有搭边12，搭边12与玻璃罩1一体成型，搭边12通过紧固件7与底座5进行连接。

紧固件7为螺栓、铆钉等构件，用于紧固玻璃罩1与底座5，且可以进行拆卸，便于中学生对装置拆卸及更换叶片13等动手操作。可拆卸式的克鲁克斯辐射计，作为一种新的教学手段，通过学生参与叶片13制作（含制作炭黑）、临时抽气、自己摸索试验参数（真空度、叶片尺寸、照射光强）与转速的关系能够有效提高教师教学的质量。

玻璃罩1和底座5之间设置有密封圈一8，玻璃罩1和紧固件7之间设置有密封圈二8。密封圈一8和密封圈二8的设置，能够在安装紧固件7时，增加紧固件7与底座5和玻璃罩1的缓冲效果，减少中学生使用过程对仪器的损坏。

所述玻璃罩1的底侧设置有与玻璃罩1相通的抽气装置6，通过抽气装置6可对玻璃罩1抽气。

其中转子3叶片黑色一面吸收了热辐射，使得其附近分子运动速度较大，带动转子3旋转，此时玻璃罩1内大致为半真空状态。如果此时再抽气，到一定程度转子3也就不会再转了，当然，由于分子的这种碰撞力很小，所以不抽气，由于阻力较大，也将看不到叶轮旋转。

其中需要将密闭腔室11抽到的真空度在10Pa—10^-1Pa之间，真空度过高（<10^-4Pa）或真空度过低（>10²Pa）运动分子在叶片上产生的压力差太小，都不会使转子转动。为达到玻璃罩内真空度的要求，需要使用极限真空度能达到6×10^-2Pa的机械泵，方可使得转子进行转动，这样才能使得实验顺利进行。

而克鲁克斯辐射计设置成可拆卸式，那么其中玻璃罩1内会进入空气，导致无法完成实验，因此设置抽气装置6，对玻璃罩1进行抽气，使之能够完成实验。

用于物理辐射实验装置的克鲁克斯辐射计为成熟设备，在专利网上也已有公开，例如其中转子的尺寸、材料并非本方案创新点，故不做详细展开叙述。

抽气装置6包括机械泵61、手动阀门62、四通63、通气头64；所述机械泵61通过管道依次与手动阀门62、四通63和通气头64的一端相通；所述通气头64的另一端与密闭腔室11相通；所述四通63上还设置有气压表65和针孔放气阀66。通气头64的内部中空，且贯穿底座5并通入玻璃罩1的内部；所述通气头64上，且位于玻璃罩1内开设有多个通孔10。

打开机械泵61，通过通气头64上的通孔10对玻璃罩1内的空气进行抽取，且设置气压表65，能够直观的观察并记录实验数据。同时设置手动阀门62、针孔放气阀66，便于中学生进行手动灵活操作，提供学生动手机会，由过去以教师说教为主，转变为以学生操作实验为主，有效提高教学质量。

以上所述依据实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项使用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其保护的范围。