便攜式多光源牛頓環(huán)演示儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種演示儀器，特別是一種便攜式多光源牛頓環(huán)演示儀。
【背景技術(shù)】
[0002]牛頓環(huán)裝置是一個(gè)由平凸透鏡和平板玻璃構(gòu)成的裝置，平凸透鏡的凸面與平板玻璃之間構(gòu)成軸對稱型的空氣薄膜，其對稱軸為平凸透鏡的中軸。當(dāng)光源照射方向和觀察方向(或鏡頭拍攝方向)關(guān)于此對稱軸對稱時(shí)(遵循光的反射定律)即可觀察或拍攝到牛頓環(huán)干涉圖樣。牛頓環(huán)干涉是大學(xué)物理光學(xué)部分的典型內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)中觀察牛頓環(huán)裝置比較笨重，需要鈉燈、讀數(shù)顯微鏡等。目前市場上的演示儀器也體積較大，不便攜帶到教學(xué)課堂上演不O

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種便攜式多光源牛頓環(huán)演示儀，該演示儀體積小巧，操作簡單，安全可靠，可直接通過電腦投影觀察到不同波長光源的牛頓環(huán)干涉圖案，適用于在多媒體教室配合大學(xué)物理理論課進(jìn)行同步課堂演示。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是提供一種便攜式多光源牛頓環(huán)演示儀，其中:該演示儀包括有外殼，外殼上設(shè)有蓋板，外殼內(nèi)包括有牛頓環(huán)、攝像機(jī)、鏡頭、毛玻璃、光源、電池、總開關(guān)、切換開關(guān)、外殼、蓋板、USB線。
[0005]所述鏡頭和毛玻璃放置于牛頓環(huán)光軸的對稱區(qū)域，所述光源放置于毛玻璃之上，光源的光線均指向毛玻璃的同一區(qū)域，這一區(qū)域與鏡頭關(guān)于牛頓環(huán)的光軸對稱，電池通過總開關(guān)和切換開關(guān)依次連接光源，為光源供電，攝像機(jī)與鏡頭相連，攝像機(jī)拍攝到的圖像通過USB線輸出。
[0006]本發(fā)明的效果是:
[0007](I)能夠把牛頓環(huán)干涉圖像直接通過電腦和投影在屏幕上供多人觀看。
[0008](2)暗盒設(shè)計(jì)保證了圖像拍攝不受外界干擾。
[0009](3)多光源切換可以觀察到復(fù)色光(白光)和單色光的不同干涉現(xiàn)象。
[0010](4)體積小巧，便于攜帶，解決了演示實(shí)驗(yàn)進(jìn)課堂的問題。
【附圖說明】
[0011 ]圖1是本發(fā)明演示裝置的結(jié)構(gòu)。
[0012]圖中:
[0013]1、牛頓環(huán)2、攝像機(jī)3、鏡頭
[0014]4、毛玻璃5、光源6、電池
[0015]7、總開關(guān)8、切換開關(guān)9、外殼
[0016]10、蓋板11、USB 線
【具體實(shí)施方式】
[0017]結(jié)合附圖的本發(fā)明的激光直投式分辨本領(lǐng)演示儀結(jié)構(gòu)加以說明。
[0018]本發(fā)明的便攜式多光源牛頓環(huán)演示儀設(shè)計(jì)思想是針對大學(xué)物理中牛頓環(huán)的等厚干涉這一內(nèi)容，設(shè)計(jì)一款體積小巧、便于攜帶、能在多媒體教室演示的演示實(shí)驗(yàn)裝置，用于演示不同光照下的牛頓環(huán)干涉現(xiàn)象。本發(fā)明采用暗盒封裝整套裝置，多光源可切換，USB免驅(qū)攝像機(jī)，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)思想。
[0019]本發(fā)明的便攜式多光源牛頓環(huán)演示儀結(jié)構(gòu)是:該演示儀包括有牛頓環(huán)1、攝像機(jī)2、鏡頭3、毛玻璃4、光源5、電池6、總開關(guān)7、切換開關(guān)8、外殼9、蓋板1、USB線11。
[0020]所述光源5均指向毛玻璃的同一區(qū)域，這一區(qū)域與鏡頭3關(guān)于牛頓環(huán)的光軸12對稱，電池6通過總開關(guān)7和切換開關(guān)8為光源5供電，攝像機(jī)2拍攝到的圖像通過USB線11輸出，整套儀器安裝在內(nèi)部涂黑的外殼9內(nèi)，蓋板10可以蓋住外殼9。所述光源5為多個(gè)顏色不同的光源，包括白光、紅光、黃光、綠光等等，通過切換開關(guān)8可以選擇其中一個(gè)光源發(fā)光。所述光源5發(fā)的光均照射在毛玻璃4的同一區(qū)域，而這一區(qū)域與攝像機(jī)2的鏡頭3光軸關(guān)于牛頓環(huán)I的光軸對稱，恰好在攝像機(jī)2中拍攝到清晰的牛頓環(huán)干涉圖案。所述光源5體積小巧，可選擇LED光源。光源5的供電可以使用電池6或者外接簡單的變壓器，以確保整套裝置的體積小巧和便攜。
[0021]所述蓋板10是方便拆裝的不透明板，拆開時(shí)可以讓學(xué)生看清內(nèi)部結(jié)構(gòu)，蓋上后可以保證拍攝到清晰的圖像。所述攝像機(jī)2是免驅(qū)動的攝像機(jī)，在一般電腦上均可即插即用。所述外殼9和蓋板10內(nèi)部涂黑，構(gòu)成封閉的暗盒。
[0022]本發(fā)明的分辨本領(lǐng)演示裝置的功能是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0023]光源5照亮毛玻璃4，進(jìn)而照亮了牛頓環(huán)1，根據(jù)光的反射定律，攝像機(jī)2可以通過鏡頭3拍攝到牛頓環(huán)的干涉圖案。切換不同顏色的光源，可以拍攝到不同波長的光的干涉圖案。
[0024]本發(fā)明的分辨本領(lǐng)演示裝置的基本操作步驟:
[0025]打開總開關(guān)，將切換開關(guān)切換到某一光源，將USB線輸入到電腦，通過投影儀把干涉圖像投射到屏幕上。拆開時(shí)可以讓學(xué)生看清內(nèi)部結(jié)構(gòu)，蓋上后可以保證拍攝到清晰的圖像。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種便攜式多光源牛頓環(huán)演示儀，其特征是:該演示儀包括有外殼，外殼(9)上設(shè)有蓋板(10)，外殼(9)內(nèi)包括有牛頓環(huán)(I)、攝像機(jī)(2)、鏡頭(3)、毛玻璃(4)、光源(5)、電池(6)、總開關(guān)(7)、切換開關(guān)(8)、外殼(9)、蓋板(10)、USB線(11)； 所述鏡頭(3)和毛玻璃(4)放置于牛頓環(huán)(I)光軸的對稱區(qū)域，所述光源(5)放置于毛玻璃(4)之上，光源(5)的光線均指向毛玻璃(4)的同一區(qū)域，這一區(qū)域與鏡頭(3)關(guān)于牛頓環(huán)的光軸(12)對稱，電池(6)通過總開關(guān)(7)和切換開關(guān)(8)依次連接光源(5)，為光源(5)供電，攝像機(jī)(2)與鏡頭(3)相連，攝像機(jī)(2)拍攝到的圖像通過USB線(11)輸出。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式多光源牛頓環(huán)演示儀，其特征是:所述光源(5)為多個(gè)顏色不同的光源，通過切換開關(guān)(8)能夠選擇其中一個(gè)光源發(fā)光。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式多光源牛頓環(huán)演示儀，其特征是:所述光源(5)發(fā)的光均照射在毛玻璃(4)的同一區(qū)域，而這一區(qū)域與攝像機(jī)(2)的鏡頭(3)光軸關(guān)于牛頓環(huán)(I)的光軸(12)對稱，恰好在攝像機(jī)(2)中拍攝到清晰的牛頓環(huán)干涉圖案。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式多光源牛頓環(huán)演示儀，其特征是:所述光源(5)的供電能夠使用電池(6)或者外接變壓器。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式多光源牛頓環(huán)演示儀，其特征是:所述蓋板(10)為可拆裝的不透明板。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式多光源牛頓環(huán)演示儀，其特征是:所述攝像機(jī)(2)是免驅(qū)動的攝像機(jī)，能夠與電腦連接即插即用。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式多光源牛頓環(huán)演示儀，其特征是:所述外殼(9)和蓋板(10)內(nèi)部涂黑，構(gòu)成封閉的暗盒。
【專利摘要】本發(fā)明提供便攜式多光源牛頓環(huán)演示儀，該演示儀的鏡頭和毛玻璃放置于牛頓環(huán)光軸的對稱位置，所述光源放置于毛玻璃之上，光源的光線均指向毛玻璃的同一區(qū)域，電池通過總開關(guān)和切換開關(guān)依次連接光源，為光源供電，攝像機(jī)與鏡頭相連，攝像機(jī)拍攝到的圖像通過USB線輸出。有益效果是該演示儀能夠把牛頓環(huán)干涉圖像直接通過電腦和投影在屏幕上供多人觀看。暗盒設(shè)計(jì)保證了圖像拍攝不受外界干擾。多光源切換可以觀察到復(fù)色光(白光)和單色光的不同干涉現(xiàn)象。體積小巧，便于攜帶，解決了演示實(shí)驗(yàn)進(jìn)課堂的問題。
【IPC分類】G09B23/22
【公開號】CN105448168
【申請?zhí)枴緾N201510990322
【發(fā)明人】楊廣武, 劉枝朋, 金光浩, 朱飛, 江越
【申請人】天津城建大學(xué)
【公開日】2016年3月30日
【申請日】2015年12月23日