一种黑体辐射演示装置的制作方法

本实用新型物理演示实验教具领域，涉及一种黑体辐射演示装置。

背景技术：

“黑体辐射定律”是德国物理学家普朗克于1900年提出的，是公认的物体间热力传导基本法则。其主要内容任何物体都具有不断辐射、吸收、发射电磁波的本领，而黑体是具有这种本领最大的物质，因为其能够吸收全部的电磁辐射，既没有反射，也没有透射，因此，在同一温度下，黑体的吸收和辐射本领永远会大于其他颜色物体的吸收和辐射本领，且使其温度最高。

黑体辐射定律在日常生活中应用广泛，例如在夏季里穿黑色的衣服是感到最热的，但这个定律在教材中的讲解仅仅是文字说明，没有一个简单的装置进行直观的演示，使得学生在学习时往往是不知所云、印象不深。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种黑体辐射演示装置，能够直观有效的演示黑体辐射现象。

为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种黑体辐射演示装置，包括平台、光源、黑球、白球、底座、导管、插头；所述光源设置在平台上，所述黑球、白球形状、大小完全一致且均设置在平台上，且所述黑球与所述光源的距离等于所述白球与所述光源的距离；所述导管内充有一段液柱，其两端分别于所述黑球和所述白球内部连通；所述插头用于为所述光源供电；所述底座用于支撑所述平台，设置在所述平台远离所述光源的一侧的中心。

可选地，还包括透明球，设置在平台的光源同侧上，其内部设有弧形座、顶针、圆锥帽、叶片；所述透明球通过固定座固定在平台上，所述弧形座与透明球内部形状相匹配，放置在透明球内底面上，所述顶针尖端呈圆锥形，固定在弧形座中心，所述圆锥帽套设在顶针尖端，所述叶片设有若干片，其一侧为黑一侧为白，等距排列在圆锥帽底边上。

可选地，所述的黑球和白球均为空心球体，大小与透明球相同，其球身下方有一小孔，与导管孔径相同，用于导管接入球体内部。

可选地，所述黑球、白球均通过固定座设置在平台上。

可选地，所述固定座为呈凹形，其形状和其被固定物的外表面形状相匹配。

可选地，所述插头通过设置在底座内部的导线与光源相连。

可选地，所述底座为三棱柱支架，用于稳定整体装置。

可选地，所述三棱柱支架为高为30-50cm，边长5-10cm的等边三棱柱。

可选地，所述导管充有带有颜色的液柱。

可选地，所述的导管孔径0.4-0.7cm。

可选地，还包括支座，设置在底座远离平台的一侧上，用于支撑底座，其侧面带有用于穿出插头的侧孔。

在相同光源、相同距离的条件下，黑球比白球具有更强的吸收和辐射能力，使其内部温度更高，体积膨胀更大，所以连接两球内部气体的导管中的水会发生偏移，且向白球方向上升。

当光源照射到透明球内叶片时，叶片黑色的一面吸收和辐射能力更强，温度更高，根据气体动力论，温度越高、分子运动速率越大、撞击力越强，所以在叶片的两面形成了压力差，使得光照时，叶片自动旋转，且白色面在前，黑色面在后。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型的操作简单、成本低廉，将黑体辐射的抽象概念转化为水流移动和叶片旋转的具体现象，直观明显、影响深刻，可有助于广大学生的理解，且采用了双重演示，避免了现象产生的偶然性，演示效应强。

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来实现和获得。

附图说明

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作优选的详细描述，其中：

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为导管分布示意图；

图3为透明球内部结构示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本实用新型的限制；为了更好地说明本实用新型的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本实用新型实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

请参阅图1-图3，附图中的元件标号分别表示：平台1、光源2、透明球3、黑球4、白球5、固定座6、底座7、支座8、导管9、插头10、弧形座31、顶针32、圆锥帽33、叶片34。

本实用新型涉及一种黑体辐射演示装置，包括平台1、光源2、黑球4、白球5、底座7、导管9、插头10；所述光源2设置在平台1上，所述黑球4、白球5形状、大小完全一致且均设置在平台1上，且所述黑球4与所述光源2的距离等于所述白球5与所述光源2的距离；所述导管9内充有一段液柱，其两端分别于所述黑球4和所述白球5内部连通；所述插头10用于为所述光源2供电；所述底座7用于支撑所述平台1，设置在所述平台1远离所述光源2的一侧的中心。

可选地，还包括透明球3，设置在平台1的光源2同侧上，其内部设有弧形座31、顶针32、圆锥帽33、叶片34；所述透明球3通过固定座6固定在平台1上，所述弧形座31与透明球3内部形状相匹配，放置在透明球3内底面上，所述顶针32尖端呈圆锥形，固定在弧形座31中心，所述圆锥帽33套设在顶针32尖端，所述叶片34设有若干片，其一侧为黑一侧为白，等距排列在圆锥帽33底边上。

可选地，所述的黑球4和白球5均为空心球体，大小与透明球3相同，其球身下方有一小孔，与导管9孔径相同，用于导管9接入球体内部；所述黑球4、白球5均通过固定座6设置在平台1上；所述固定座6为呈凹形，其形状和其被固定物的外表面形状相匹配；所述插头10通过设置在底座7内部的导线与光源2相连；所述底座7为三棱柱支架，用于稳定整体装置；所述三棱柱支架为高为30-50cm，边长5-10cm的等边三棱柱；所述导管9充有带有颜色的液柱；所述的导管9孔径0.4-0.7cm；还包括支座8，设置在底座7远离平台1的一侧上，用于支撑底座7，其侧面带有用于穿出插头10的侧孔。所述的插头10采用家用的两脚插头，是平台1上光源2的开关，其线路是从光源2开始、经过平台1内部、底座7内部、支座8内部，最终从支座8侧面牵引出来。

在相同光源2、相同距离的条件下，黑球4比白球5具有更强的吸收和辐射能力，使其内部温度更高，体积膨胀更大，所以连接两球内部气体的导管9中的水会发生偏移，且向白球5方向上升；当光源2照射到透明球3内叶片时，叶片34黑色的一面吸收和辐射能力更强，温度更高，根据气体动力论，温度越高、分子运动速率越大、撞击力越强，所以在叶片34的两面形成了压力差，使得光照时，叶片自动旋转，且白色面在前，黑色面在后。

具体地，在制作过程中，采用金属材料进行平台1的制作，用玻璃进行透明球3的制作，弧形座31采用塑料材料制作，顶针32、圆锥帽33、叶片34均采用轻质材料制作，可以选取金属铝进行制作，为减轻其质量，可以制成空心。固定座6可采用塑料材质制作，黑球4、白球5均可采用玻璃材料制作；导管9可采用塑料材料制作，可采用透明的聚丙烯材料制作。而底座7和支座8均可采用金属材料制作。

本实用新型的操作简单、成本低廉，将黑体辐射的抽象概念转化为水流移动和叶片旋转的具体现象，直观明显、影响深刻，可有助于广大学生的理解，且采用了双重演示，避免了现象产生的偶然性，演示效应强。

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。