一种基于phyphox的光偏振实验装置

1.本实用新型涉及一种基于phyphox的光偏振实验装置。


背景技术：

2.随着社会和经济的快速发展，我们已经身处信息化时代之中。手机，作为当今最受欢迎的通讯工具，正以它便利，简捷的特点改变着人们的生活方式，同时也改变着传统学习方式以及教育方式。如果能将手机和物理实验联系起来则将大大提高学生们的学习兴趣以及动手操作能力。
3.同时，光强的测量作为物理实验中的一个重要问题，本实验利用手机中的phyphox软件测量光强，在原有的光偏振实验上进行改进，令实验结果更加直观、准确，以及让学生深深地体会——手机，不仅可以用来交流娱乐，还可以使用它进行实验研究，使同学们深入地了解光偏振原理的同时培养创新思维。实验引入手电光模拟太阳，手电光经玻璃板反射模拟现实生活中路面或者水面的反射现象，反射光通过1/4波片和检偏器，光强会被明显削弱，模拟偏振墨镜，联系了现实生活，培养了学生借鉴现实生活经验解决物理问题的能力。


技术实现要素：

4.针对上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种基于手机中的phyphox物理测量软件，将智能手机和物理实验结合，使实验结果更加直观、准确，且更容易被学生理解和接收的新型光偏振实验装置。
5.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于phyphox的光偏振实验装置，包括底座、起偏器、检偏器、白屏和波片，还包括升降台、玻璃板、支架、照明灯、手机支架和智能手机；所述底座上设置升降台，所述升降台上放置玻璃板，在所述升降台的左侧设置支架，所述支架上还包括可转动设置的横向支架，所述横向支架与支架之间设置锁紧机构，所述横向支架上从右向左依次可滑动设置起偏器和检偏器，在所述横向支架的左端设置手机支架，所述智能手机设置在手机支架上，所述横向支架上可滑动设置位于检偏器与起偏器之间的波片，所述横向支架设置位于智能手机与检偏器之间的白屏，所述底座的右侧设置灯架，所述灯架的顶部铰接照明灯，所述起偏器、检偏器和波片分别设置与横向支架配合的第二锁紧机构。
6.进一步的，所述波片包括旋转滑块、1/2波片和1/4波片，所述旋转滑块的左端设置阻尼转轴，所述1/2波片和1/4波片分别对称固定在阻尼转轴上。
7.进一步的，它还包可滑动设置在横向支架上的白屏固定夹，白屏固定夹与横向支架之间设置第二锁紧机构，所述白屏固定夹上设置与白屏配合的卡槽，所述卡槽的右侧可滑动设置夹板，所述卡槽与夹板之间设置弹簧。
8.进一步的，所述支架与横向支架之间设置连接块，所述连接块可转动设置在支架上，所述横向支架可滑动设置在连接块上，所述横向支架与连接块之间设置锁紧机构。
9.进一步的，所述横向支架上设置横向的限位条，所述连接块、起偏器、检偏器、旋转
滑块和白屏固定夹上分别设置与限位条配合的限位槽。
10.优选的，所述锁紧机构和第二锁紧机构为锁紧螺栓。
11.进一步的，所述横向支架上设置刻度。
12.本实用新型的有益效果是：它与现有的光偏振实验设备相比，它改变了传统学习方式和教育方式，通过将手机和物理实验联系起来，大大提高学生们的学习兴趣以及动手操作能力。而且本实验利用手机中的phyphox软件测量光强，在原有的光偏振实验上进行改进，令实验结果更加直观、准确。
附图说明
13.附图1为本实用新型的结构示意图；
14.附图2为附图1中局部细节a的结构示意图。
15.图中：底座1、起偏器2、检偏器3、白屏4、白屏固定夹41、卡槽411、夹板412、弹簧413、旋转滑块51、1/2波片52、1/4波片53、阻尼转轴54、升降台6、玻璃板7、支架8、横向支架81、限位条811、限位槽812、连接块 82、锁紧机构83、照明灯9、灯架91、手机支架10、智能手机100、第二锁紧机构200。
具体实施方式
16.为了更好地理解本实用新型，下面结合附图1至附图2来详细解释本实用新型的实施方式。
17.需要说明的是，文中所述的“前、后、左、右、上、下”方向，都是以附图1中的“前后左右上下”方向为准的。
18.本实用新型的一种基于phyphox的光偏振实验装置，包括底座1、起偏器 2、检偏器3、白屏4和波片，还包括升降台6、玻璃板7、支架8、照明灯9、手机支架10和智能手机100；所述底座1上设置升降台6，所述升降台6上放置玻璃板7，在所述升降台6的左侧设置支架8，所述支架8上还包括横向支架81，所述支架8与横向支架81之间设置连接块82，所述连接块82可转动设置在支架8上，所述横向支架81可滑动设置在连接块82上，所述横向支架 81与连接块82之间设置锁紧机构83，用于将调节好间距的横向支架81在连接块上固定。如附图1中所示，所述锁紧机构83为穿过穿过连接块82固定在支架上的锁紧螺栓，连接块82有伸缩缝，当锁紧锁紧螺栓时除了能夹紧横向支架81外，还能将调节好角度的连接块82固定。
19.所述横向支架81上从右向左依次可滑动设置起偏器2和检偏器3，所述横向支架81上设置刻度，方便调节间距。在所述横向支架81的左端设置手机支架10，所述智能手机100设置在手机支架10上，所述横向支架81上可滑动设置位于检偏器2与起偏器之间的波片，所述波片包括旋转滑块51、1/2 波片52和1/4波片53，所述旋转滑块51的左端设置阻尼转轴54，所述1/2 波片52和1/4波片53分别对称固定设置在阻尼转轴54上。
20.所述横向支架81上可滑动设置位于智能手机100与检偏器3之间的白屏固定夹41，所述底座1的右侧设置灯架91，所述灯架91的顶部铰接照明灯9，铰接处带有阻尼，方便照明灯9调节照射角度。所述起偏器2、检偏器3、白屏固定夹41和旋转滑块51上分别设置与横向支架81配合的第二锁紧机构(如附图1中所示，为锁紧螺栓)。所述白屏固定夹41上设置与白屏4配合的卡槽411，所述卡槽411的右侧设置通过滑柱滑动的夹板412，所述卡槽411与夹板
412之间设置弹簧413(拉簧)通过拉簧的拉力使夹板412挤压卡槽411 中的白屏4，使白屏4固定在卡槽411中。
21.用照明灯9的灯光以布儒斯特角以外的角度入射到玻璃板7上，产生的反射光作为部分偏振光，因为本实用新型为立体结构，所以自然光经玻璃板反射后，可模拟现实生活中的光污染现象，检验偏振片的消光特性。
22.为了确保各个部件之间对齐，所述横向支架81上设置横向的限位条811，所述连接块82、起偏器2、检偏器3、旋转滑块51和白屏固定夹41上分别设置与限位条811配合的限位槽812。
23.本实用新型在使用方法：先通过调整升降台高度，横向支架与升降台之间的角度，以及照明灯对玻璃板的角度，使照明灯中出射的光能够通过玻璃板的反射模拟自然光，再将反射后的光能通过起偏器和检偏器并到达手机屏幕或白屏上。期间通过旋转旋转滑块上的阻尼转轴，可以再起偏器和检偏器之间增加和切换1/2波片与1/4波片，用于鉴别偏振光。连接块、起偏器、检偏器、旋转滑块和白屏固定夹可通过松紧第二锁紧机构调节间距。当松开白屏固定夹并取下白屏后，以智能手机代替白屏接受从检偏器和白板中射出的光束，通过智能手机上的phyphox软件观察光屏上光斑变化情况，并记录光照度，引入计算公式即可得到的光强值，期间再通过旋转检偏器的角度和切换1/2波片与1/4波片，来实现光偏振的模拟实验过程。