一种多功能光学干涉衍射仪

本发明涉及教学演示仪器，具体为一种多功能光学干涉衍射仪。

背景技术：

1、在物理教学中，光的干涉和衍射实验是常见的光学实验，干涉和衍射现象是光具有波动性的显著特征，具体为双缝干涉和单缝衍射。目前，关于光的干涉和衍射实验，一种是“用卡尺观察光的衍射现象”，另一种是在光具座上的遮光筒里“观察双缝干涉、单缝衍射现象”，这两种实验通常是以钠光灯作为光源，利用单缝把光变为线光源，再放上双缝、改变凸透镜的位置，用测微目镜来观察双缝干涉现象，把双缝换成单缝就可以观察衍射现象。这种实验器材操作复杂，不易携带；而且，有关干涉或者衍射的现象只能由学生本人观察到，不能作为课堂演示实验和教师解说介绍用。所以，在大部分物理老师的课堂教学中，往往只能利用教材中配制的现成图片，在课堂中向学生介绍这类实验现象而很少能当场成功演示给学生看。

2、另外，在教学过程中要让学生成功观察到干涉、衍射图样必须要求屏幕上的图样条纹有一定的宽度和亮度。从光学知识知道，条纹的宽度决定于双缝或单缝的缝宽及缝间间距，距离越远，孔径越小，条纹越宽。但另一方面，由于透过双缝或单缝光量很少，因此，距离越远时，则条纹越宽的同时也越暗，故距离超过一定的限度，同样看不到条纹。即双缝或单缝的缝宽直接影响实验中屏幕上的图样条纹的宽度和亮度，目前，对于单缝或者多缝的缝间距是在加工的过程中就已经确定了的，对于加工的精度要求高，而且不同的实验要求对于双缝或单缝的缝宽不同，现有的主要是利用遮光板来遮挡以调节缝宽，调节十分的不方便，而且精度低、可视化效果差。

技术实现思路

1、本发明意在提供一种多功能光学干涉衍射仪，以解决现有技术对于光的干涉和衍射实验设备操作复杂、教学效果差，而且对于实验过程中的缝宽及缝间距难以控制，而且调节不方便、精度低、可视化效果差的问题。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、本发明提供的基础技术方案是：一种多功能光学干涉衍射仪，包括基座，所述基座连接有光源，所述基座转动连接有透光片旋转框和刻度盘，所述透光片旋转框和所述刻度盘同轴连接，所述光源和所述透光片旋转框的转轴处于同一平面上，所述透光片旋转框设有可插入透光片的卡片槽，所述透光片包括单缝干涉衍射片、双缝干涉衍射片和多缝干涉衍射片，所述基座还固定连接有示角标，所述示角标与所述刻度盘配合设置。

4、基础技术方案的原理：光源、透光片旋转框依次位于同一平面设置在基座上，光源发出的光波经单缝衍射片或双缝干涉衍射片或多缝干涉衍射片或光栅后完成光的干涉或衍射实验，其中，转轴与基座转动连接，当转动透光片旋转框使其与基座存在一定角度时，光源发出的平行光与透光片之间形成的有效缝宽发生改变，由此实现对缝宽及缝间距的调节。

5、基础技术方案的有益效果是：本发明提供的光学干涉衍射仪可以完成单缝衍射、双缝干涉和多缝干涉、光栅衍射实验，其功能齐全，整体结构简单，易于操作和携带；同时，本发明提供了一种新的物理思想，通过调节透光片与激光之间的夹角实现其有效缝宽和缝间距的定量调节，代替现有的采用控制加工精度的方式、用遮光片遮挡的方式调节缝宽及缝间距，其调节方便、精度高、可视效果好，而且便于对其进行量化分析和计算，进一步提高教学的效果，同时作为课程实践案例激发学员创新意识。

6、优选地，所述基座的内侧设有支架平台，所述支架平台连接有连接座，所述支架平台还通过螺纹连接有调节所述连接座水平高度的调节螺栓，所述光源与所述连接座连接，所述基座还设有用于拧动所述调节螺栓的操作窗口，所述操作窗口还内设有放置透光片的抽屉。

7、通过上述设置，进一步保证光源与透光片转轴之间始终处于同一水平面上，提高实验效果，抽屉内放置多种透光片，便于实验。

8、优选地，所述基座的内侧开设有滑槽，所述滑槽滑动连接有盖板，所述盖板开设有偏振观察孔。

9、通过上述设置，通过偏振观察孔可以直观的看到偏振现象。

10、优选地，所述基座为u形凹槽体，所述光源和所述透光片旋转框均设于所述基座的凹槽内，所述刻度盘和所述示角标均设于所述基座的外侧。

11、通过上述设置，聚光效果好，调节便捷。

12、优选地，所述光源为配备多种波长的激光发射器。

13、通过上述设置，激光发射器作为光源，发出的光波稳定、均匀性好。

14、优选地，所述透光片还包括玻璃片堆。

15、通过上述设置，利用本装置，还可以完成玻璃折射率的测量。

技术特征：

1.一种多功能光学干涉衍射仪，其特征在于：包括基座，所述基座连接有光源，所述基座转动连接有透光片旋转框和刻度盘，所述透光片旋转框和所述刻度盘同轴连接，所述光源和所述透光片旋转框的转轴处于同一平面上，所述透光片旋转框设有可插入透光片的卡片槽，所述透光片包括单缝干涉衍射片、双缝干涉衍射片和多缝干涉衍射片，所述基座还固定连接有示角标，所述示角标与所述刻度盘配合设置。

2.根据权利要求1所述的一种多功能光学干涉衍射仪，其特征在于：所述基座的内侧设有支架平台，所述支架平台连接有连接座，所述支架平台还通过螺纹连接有调节所述连接座水平高度的调节螺栓，所述光源与所述连接座连接，所述基座还设有用于拧动所述调节螺栓的操作窗口，所述操作窗口还内设有放置透光片的抽屉。

3.根据权利要求1所述的一种多功能光学干涉衍射仪，其特征在于：所述基座的内侧壁开设有滑槽，所述滑槽滑动连接有盖板，所述盖板开设有偏振观察孔。

4.根据权利要求1所述的一种多功能光学干涉衍射仪，其特征在于：所述基座为u形凹槽体，所述光源和所述透光片旋转框均设于所述基座的凹槽内，所述刻度盘和所述示角标均设于所述基座的外侧。

5.根据权利要求1所述的一种多功能光学干涉衍射仪，其特征在于：所述光源为配备多种波长的激光发射器。

6.根据权利要求1所述的一种多功能光学干涉衍射仪，其特征在于：所述透光片还包括玻璃片堆。

技术总结
本发明属于教学演示仪器技术领域，公开了一种多功能光学干涉衍射仪，包括呈U形凹槽体的基座，基座的内侧设有支架平台，支架平台连接有连接座和调节螺栓，连接座连接有光源，基座还设有操作窗口，操作窗口设有抽屉，基座内侧壁开设有滑槽，滑槽滑动连接有盖板，盖板开设有偏振观察孔，透光片旋转框设有卡片槽，光源的外侧连接有刻度盘和示角标，透光片旋转框和刻度盘同轴连接，示角标与刻度盘配合设置；本发明解决了现有技术对于光的干涉和衍射实验设备操作复杂、教学效果差，而且对于实验过程中的缝宽及缝间距难以定量控制，而且调节不方便、精度低、可视化效果差的问题，适用于光学的干涉衍射实验演示。

技术研发人员：刘永录,周赛,卢朝政,张森,杨卫新
受保护的技术使用者：中国人民解放军国防科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12