CN209962524U - 一种基础光学综合教学实验仪器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基础光学综合教学实验仪器，包括水平设置的直线轨道，所述直线轨道上设置有刻度，所述直线轨道下方设置有支架，所述支架用于稳定所述直线轨道，所述直线轨道上正对设置有可见光波段的半导体激光光源和读数接收屏，所述读数接收屏在水平和竖直方向上均具有刻度，所述可见光波段的半导体激光光源与所述读数接收屏之间设置有光学实验模块。本实用新型具有通用性强、使用方便、实验结果准确的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及教学实验技术领域，具体涉及一种基础光学综合教学实验仪器。
背景技术
基础光学实验是学习几何光学和波动光学必不可少的重要环节，在基础教学中占据比较重要的地位，日常教学过程中除了进行理论教学外，实验教学更能够让学生快速的理解并记忆，学生通过基础光学实验可以加深对相关光学概念的理解，牢固对相关光学规律的掌握，熟悉对所学光学知识及技术的应用。
在进行基础光学实验教学的过程中，实验仪器是最基础的设备，光学实验仪器能够模拟多种光学现象，但是，由于光学现象有许多种，每个光学现象的实验均需要不同的实验器材，且同种试验中的实验器材均为成套存在，可替换性较差，就会造成器材的杂乱零散，不利于进行管理规划；光学实验中最重要的是仪器之间的共轴问题，现阶段的光学仪器大都不具备共轴调节的便捷性能，使得实验容易出现偏差；由于光学仪器种类较多，因此在进行结果数据测量时涉及到了多种测量工具，极易产生偏差，影响实验效果与结果。
实用新型内容
针对上述现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是：如何提供一种通用性强、使用方便、实验结果准确的基础光学综合教学实验仪器。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用了如下的技术方案：
一种基础光学综合教学实验仪器，包括水平设置的直线轨道，所述直线轨道上设置有刻度，所述直线轨道下方设置有支架，所述支架用于稳定所述直线轨道，所述直线轨道上正对设置有可见光波段的半导体激光光源和读数接收屏，所述读数接收屏在水平和竖直方向上均具有刻度，所述可见光波段的半导体激光光源与所述读数接收屏之间设置有光学实验模块。
进一步的，所述光学实验模块包括已知倾斜角度的透明介质，所述透明介质的底边滑动设置在所述直线轨道上，所述透明介质的斜边向所述读数接收屏方向倾斜。
进一步的，所述光学实验模块包括滑动设置在所述直线轨道上的物屏，所述物屏上的中心设置有十字透光叉丝，所述物屏与所述可见光波段的半导体激光光源之间的直线轨道上设置有准直透镜，所述物屏与所述读数接收屏之间的直线轨道上设置有薄透镜。
进一步的，所述光学实验模块包括滑动设置在所述直线轨道上的物屏，所述物屏上的中心设置有十字透光叉丝，所述物屏与所述可见光波段的半导体激光光源之间的直线轨道上设置有准直透镜，所述物屏与所述读数接收屏之间的直线轨道上设置有光具组，所述光具组包括两个平行设置的透镜。
进一步的，所述光学实验模块包括设置在所述可见光波段的半导体激光光源与所述读数接收屏之间直线轨道上的物屏，所述物屏上设置有两条平行的透光缝，两条所述透光缝沿在所述物屏的中心对称，所述透光缝水平设置。
进一步的，所述光学实验模块包括设置在所述可见光波段的半导体激光光源与所述读数接收屏之间直线轨道上的物屏，所述物屏上设置有一条水平的透光缝，所述透光缝设置在所述物屏的中心。
进一步的，所述光学实验模块包括设置在所述可见光波段的半导体激光光源和读数接收屏之间的起偏器，所述起偏器可绕其中心轴旋转，所述起偏器与所述读数接收屏之间设置的直线轨道上设置有检偏器。
本实用新型的有益效果：
本实用新型提供了一套完整的实验器材，可以通过替换光学实验模块来完成透明介质材料折射率的测定、薄透镜成像规律、光具组基点的测定、用双缝干涉测定光波波长、单缝衍射实验、偏振现象观察等的光学实验，既能够减少实验器材的数量，又能够简化学生对实验器材的认识和熟悉，提高了教学效率；其中，所有光学实验模块与可见光波段的半导体激光光源和读数接收屏均设置在一条直线轨道上，便于共轴调节，简化了实验过程，保障了数据的准确性；直线轨道与读数接收屏上均设置有刻度，可以通过刻度准确的得到相关数据，保障了测量仪器的统一，进而统一了实验数据的精度，便于处理与分析。
附图说明
图1为本实用新型一种基础光学综合教学实验仪器的结构示意图。
图2为图1中透明介质材料折射率的测定的示意图。
图3为光学实验模块是进行薄透镜成像规律实验的结构示意图。
图4为光学实验模块是进行光具组基点的测定实验的结构示意图。
图5为光学实验模块是进行双缝干涉测定光波波长实验的结构示意图。
图6为光学实验模块是进行单缝衍射实验的结构示意图。
图7为光学实验模块是进行偏振现象观察实验的结构示意图。
附图中：1为直线轨道、2为支架、3为可见光波段的半导体激光光源、4为读数接收屏、51为透明介质、52为物屏、53为十字透光叉丝、54为准直透镜、55为薄透镜、56为光具组、57为透光缝、58为起偏器、59为检偏器。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。
如图1-7所示，一种基础光学综合教学实验仪器，包括水平设置的直线轨道1，所述直线轨道1上设置有刻度，所述直线轨道1下方设置有支架2，所述支架2用于稳定所述直线轨道1，所述直线轨道1上正对设置有可见光波段的半导体激光光源3和读数接收屏4，所述读数接收屏4在水平和竖直方向上均具有刻度，所述可见光波段的半导体激光光源3与所述读数接收屏4之间设置有光学实验模块。
本实施例中，所述光学实验模块包括已知倾斜角度的透明介质51，所述透明介质51的底边滑动设置在所述直线轨道1上，所述透明介质51的斜边向所述读数接收屏4方向倾斜。
在使用时，在透明介质块未放入时，在读数接收屏上记录下可见光波段的半导体激光光源发出光束的位置，然后放入透明介质块，再次在读数接收屏上记录下变化了的光束位置，可得光束的位移d，由于透明介质的倾斜角度θ已知及底边长度b可以通过刻度得出，所以光束的入射角i可得，根据光束的位移d、倾角θ，可得透明介质边长a，继而得到i′，利用公式
得到sini′，继而可以得到折射率n
本实施例中，所述光学实验模块包括滑动设置在所述直线轨道上的物屏52，所述物屏52上的中心设置有十字透光叉丝53，所述物屏52与所述可见光波段的半导体激光光源3之间的直线轨道1上设置有准直透镜54，所述物屏52与所述读数接收屏4之间的直线轨道上设置有薄透镜55。
这样，可见光波段半导体激光光源所发出的激光束经过准直透镜后变为平行光束，照亮物屏，形成发光的物，固定薄透镜位置不动，改变读数接收屏的位置，直到获得清晰的像。物距l和像距l′均直接从导轨上读出，薄透镜的焦距f已知从而可以验证薄透镜成像规律。
本实施例中，所述光学实验模块包括滑动设置在所述直线轨道上的物屏52，所述物屏52上的中心设置有十字透光叉丝53，所述物屏52与所述可见光波段的半导体激光光源3之间的直线轨道1上设置有准直透镜54，所述物屏52与所述读数接收屏之间的直线轨道1上设置有光具组56，所述光具组56包括两个平行设置的透镜。
这样，可见光波段半导体激光光源所发出的激光束经过准直透镜后变为平行光束，照亮物屏，形成发光的物，改变读数接收屏14的位置，可以获得清晰的像，从而确定光具组焦点的位置。
本实施例中，所述光学实验模块包括设置在所述可见光波段的半导体激光光源3与所述读数接收屏4之间直线轨道1上的物屏52，所述物屏52上设置有两条平行的透光缝57，两条所述透光缝57沿在所述物屏的中心对称，所述透光缝57水平设置。
这样，可见光波段半导体激光光源发出是激光束经过两条透光缝后，在读数接收屏上形成双缝干涉条纹，双缝干涉的条纹位置及条纹间宽度△x从读数接收屏上直接读出，两条透光缝间距d已知，单缝与接收屏间距离D从导轨上读出，从而可以得到波长
本实施例中，所述光学实验模块包括设置在所述可见光波段的半导体激光光源3与所述读数接收屏4之间直线轨道1上的物屏52，所述物屏52上设置有一条水平的透光缝27，所述透光缝27设置在所述物屏52的中心。
这样，可见光半导体激光光源发出的激光束经过透光缝后，在读数接收屏上形成单缝衍射条纹，中央亮条纹的位置及中央亮条纹的宽度均可以从读数接收屏上直接读出，从而可以验证单缝衍射规律。
本实施例中，所述光学实验模块包括设置在所述可见光波段的半导体激光光源3和读数接收屏4之间的起偏器58，所述起偏器58可绕其中心轴旋转，所述起偏器58与所述读数接收屏4之间设置的直线轨道上设置有检偏器59。
这样，可见光半导体激光光源发出的激光束经过起偏器后，变成线偏振光，线偏振光再经过检偏器，其强度发生变化，连续选择检偏器完整的一周，可在读数接收屏上观察到透射光强的变化，从而验证光的偏振现象及其规律。
本实用新型的有益效果：
本实用新型提供了一套完整的实验器材，可以通过替换光学实验模块来完成透明介质材料折射率的测定、薄透镜成像规律、光具组基点的测定、用双缝干涉测定光波波长、单缝衍射实验、偏振现象观察等的光学实验，既能够减少实验器材的数量，又能够简化学生对实验器材的认识和熟悉，提高了教学效率；其中，所有光学实验模块与可见光波段的半导体激光光源和读数接收屏均设置在一条直线轨道上，便于共轴调节，简化了实验过程，保障了数据的准确性；直线轨道与读数接收屏上均设置有刻度，可以通过刻度准确的得到相关数据，保障了测量仪器的统一，进而统一了实验数据的精度，便于处理与分析。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。
Claims (7)
1.一种基础光学综合教学实验仪器，其特征在于，包括水平设置的直线轨道，所述直线轨道上设置有刻度，所述直线轨道下方设置有支架，所述支架用于稳定所述直线轨道，所述直线轨道上正对设置有可见光波段的半导体激光光源和读数接收屏，所述读数接收屏在水平和竖直方向上均具有刻度，所述可见光波段的半导体激光光源与所述读数接收屏之间设置有光学实验模块。
2.根据权利要求1所述的一种基础光学综合教学实验仪器，其特征在于，所述光学实验模块包括已知倾斜角度的透明介质，所述透明介质的底边滑动设置在所述直线轨道上，所述透明介质的斜边向所述读数接收屏方向倾斜。
3.根据权利要求1所述的一种基础光学综合教学实验仪器，其特征在于，所述光学实验模块包括滑动设置在所述直线轨道上的物屏，所述物屏上的中心设置有十字透光叉丝，所述物屏与所述可见光波段的半导体激光光源之间的直线轨道上设置有准直透镜，所述物屏与所述读数接收屏之间的直线轨道上设置有薄透镜。
4.根据权利要求1所述的一种基础光学综合教学实验仪器，其特征在于，所述光学实验模块包括滑动设置在所述直线轨道上的物屏，所述物屏上的中心设置有十字透光叉丝，所述物屏与所述可见光波段的半导体激光光源之间的直线轨道上设置有准直透镜，所述物屏与所述读数接收屏之间的直线轨道上设置有光具组，所述光具组包括两个平行设置的透镜。
5.根据权利要求1所述的一种基础光学综合教学实验仪器，其特征在于，所述光学实验模块包括设置在所述可见光波段的半导体激光光源与所述读数接收屏之间直线轨道上的物屏，所述物屏上设置有两条平行的透光缝，两条所述透光缝沿在所述物屏的中心对称，所述透光缝水平设置。
6.根据权利要求1所述的一种基础光学综合教学实验仪器，其特征在于，所述光学实验模块包括设置在所述可见光波段的半导体激光光源与所述读数接收屏之间直线轨道上的物屏，所述物屏上设置有一条水平的透光缝，所述透光缝设置在所述物屏的中心。
7.根据权利要求1所述的一种基础光学综合教学实验仪器，其特征在于，所述光学实验模块包括设置在所述可见光波段的半导体激光光源和读数接收屏之间的起偏器，所述起偏器可绕其中心轴旋转，所述起偏器与所述读数接收屏之间设置的直线轨道上设置有检偏器。
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|---|---|---|---|---|
| CN115839930A (zh) * | 2023-02-14 | 2023-03-24 | 成都华芯众合电子科技有限公司 | 一种通过等离激元共振测量液体折射率的光学平台 |
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