本實(shí)用新型屬于教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種波動光學(xué)集成演示儀。

背景技術(shù)：

波動光學(xué)是普通物理、光學(xué)課程的重要組成部分，演示實(shí)驗(yàn)對于課堂教學(xué)具有重要作用。然而，由于波動光學(xué)現(xiàn)象演示通常對于條件要求比較苛刻，同時也需要一些專業(yè)技能。這使得部分教師在課堂上少有演示波動光學(xué)現(xiàn)象，使原本豐富多彩的波動光學(xué)現(xiàn)象和知識變得抽象難懂，一定程度上影響了教學(xué)效果。

本設(shè)備在干涉、衍射以及偏振等基本原理的基礎(chǔ)上，通過科學(xué)合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在方圓半平方米（600×900mm）的范圍內(nèi)集成了常見的干涉、衍射及偏振現(xiàn)象的定性演示以及一定程度的定量比對，并且該設(shè)備又可以進(jìn)行移動，便于在不同教室、不同班級中使用。同時該設(shè)備調(diào)試簡單，易于上手。借助本演示儀，教師的授課變得輕松自如，隨心所欲。學(xué)生不再覺得物理光學(xué)那么抽象難懂、枯燥無味，并感受到現(xiàn)象的直觀，從現(xiàn)象到本質(zhì)地學(xué)習(xí)、掌握相關(guān)理論。從而有效地克服了波動光學(xué)的教學(xué)難點(diǎn)。該設(shè)備由四個部分集合而成：邁克爾遜干涉儀；牛頓環(huán)、劈尖干涉儀；單縫、雙縫、三縫、光柵（一維、二維）、各類小孔衍射、圓點(diǎn)衍射以及單絲衍射等集成干涉、衍射演示儀；偏振現(xiàn)象演示儀。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種可移動波動光學(xué)集成演示儀，解決現(xiàn)有技術(shù)中波動光學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備體積大、不方便攜帶、難以在課堂教學(xué)上演示的技術(shù)問題。

具體的本實(shí)用新型技術(shù)方案如下：

一種可移動波動光學(xué)集成演示儀，包括平面底板，以及設(shè)置在所述平面底板上的安裝在平面底板上的邁克爾遜干涉裝置、牛頓環(huán)演示裝置、光衍射演示裝置，其特征在于：

所述的邁克爾遜干涉裝置由經(jīng)擴(kuò)束的激光光源、固定在平面底板上的平面反射鏡M1、與平面反射鏡M1垂直放置的平面反射鏡M2、測微螺桿、用于將入射光分為透射光和反射光的分光鏡、用于接收透射光與反射光相遇產(chǎn)生的干涉條紋的毛玻璃屏組成，入射光經(jīng)所述分光鏡分光的反射光垂直入射至所述平面反射鏡M1，入射光經(jīng)所述分光鏡分光的透射光垂直入射至所述平面反射鏡M2，所述的平面反射鏡M2安裝于測微螺桿上，在測微螺桿的驅(qū)動下可沿光軸方向移動；

所述的牛頓環(huán)演示裝置由牛頓環(huán)以及經(jīng)擴(kuò)束的激光光源組合而成，所述牛頓環(huán)放置在平面底板上，擴(kuò)束的激光光源發(fā)出的光照射到牛頓環(huán)上；

所述的光衍射演示裝置由激光光源與衍射屏組合而成，激光光源發(fā)出的光照射到衍射屏上。

上述技術(shù)方案的光衍射演示裝置中，為了方便演示光經(jīng)過不同衍射結(jié)構(gòu)的衍射現(xiàn)象直接將若干個不同形狀、規(guī)格的衍射結(jié)構(gòu)集成在衍射屏上；衍射結(jié)構(gòu)可以是為單縫、雙縫、三縫、一維光柵、二維光柵、任意形狀的小孔、圓點(diǎn)以及單絲之間的一種或者幾種組合；激光經(jīng)過衍射結(jié)構(gòu)時發(fā)生衍射現(xiàn)象，在衍射屏后方即可觀察到光的衍射條紋；在實(shí)際使用時為了方便切換不同衍射結(jié)構(gòu)下的衍射現(xiàn)象演示，光衍射演示裝置中還增加了衍射屏底座，衍射屏底座上安裝有運(yùn)動調(diào)整機(jī)構(gòu)，所述衍射屏安裝在衍射屏底座的運(yùn)動調(diào)整機(jī)構(gòu)上，所述的運(yùn)動調(diào)整機(jī)構(gòu)為平移調(diào)整機(jī)構(gòu)或者旋轉(zhuǎn)調(diào)整機(jī)構(gòu)，通過衍射屏底座上的運(yùn)動機(jī)構(gòu)可自由切換衍射結(jié)構(gòu)。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上還可以拓展其他實(shí)驗(yàn)演示裝置，平面底板上還可設(shè)置光色散演示裝置、馬呂斯定律驗(yàn)證演示裝置、偏振演示裝置、光纖導(dǎo)光演示裝置；

白光光源與三棱鏡組合成光色散演示裝置；

激光光源與一個偏振片組合成馬呂斯定律驗(yàn)證演示裝置；

白光光源與兩個偏振片組合成偏振演示裝置；

激光光源或白光光源與光導(dǎo)纖維組合成光纖導(dǎo)光演示裝置。

上述技術(shù)方案中為了方便各個裝置的拆卸與固定，所述的邁克爾遜干涉裝置、牛頓環(huán)演示裝置、光色散演示裝置、馬呂斯定律驗(yàn)證演示裝置以及偏振演示裝置與水平底板之間通過磁力作用連接，并在磁力作用下吸附于平面底板上；牢固、穩(wěn)定，且可移動，在實(shí)際課堂教學(xué)演示時可根據(jù)實(shí)際需要自由組裝，進(jìn)一步增加便攜性。

上述技術(shù)方案的邁克爾遜干涉裝置中，為了進(jìn)一步增加干涉條紋的條紋對比度，在分光鏡的后表面鍍半透半反膜；為了補(bǔ)償透射光路的光程差在增加條紋間距在分光鏡與平面反射鏡M2之間放置補(bǔ)償板。

上述技術(shù)方案中的平面底板上還設(shè)置有若干個用于定位光源位置的定位靠板，可以通過定位靠板很便捷的確定不同的演示裝置中光源的擺放位置，可以實(shí)現(xiàn)多個演示裝置共用一臺激光光源，最大限度的降低成本和減輕重量。

上述技術(shù)方案中為了進(jìn)一步增加演示效果，還設(shè)置有用于拍攝演示現(xiàn)象的攝像頭，攝像頭通過數(shù)據(jù)線與顯示屏或投影儀連接，直接將實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象顯示在顯示屏或投影屏幕上。

上述技術(shù)方案中在水平底板上均勻布置若干螺紋通孔，螺紋通孔既可以用于固定光學(xué)元件也可以用于減輕整個演示儀的質(zhì)量。為了增加便攜性，平面底板選用低密度的材質(zhì)制成，例如塑料。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)：

本實(shí)用新型一種可移動波動光學(xué)集成演示儀，解決了現(xiàn)有技術(shù)中波動光學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備體積大、不方便攜帶、難以在課堂教學(xué)上演示的技術(shù)問題，實(shí)現(xiàn)了操作簡單、容易調(diào)試、無需專業(yè)訓(xùn)練、既節(jié)省空間，又節(jié)省經(jīng)費(fèi)的技術(shù)效果。

附圖說明

圖1為一種可移動波動光學(xué)集成演示儀的示意圖；

圖2為帶旋轉(zhuǎn)調(diào)整機(jī)構(gòu)的衍射屏底座的示意圖；

其中：

1、激光光源；2、反射鏡M1；3、反射鏡M2；4、分光鏡；5、毛玻璃屏；6、測微螺桿；7、定位靠板；8、牛頓環(huán)；9、衍射屏；10、衍射屏底座；11、光導(dǎo)纖維；12、偏振片A；13、偏振片B；14、三棱鏡；15、白光光源；16、平面底板；17、螺紋通孔；18、攝像頭。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對本實(shí)用新型“一種可移動波動光學(xué)集成演示儀”做進(jìn)一步描述。

實(shí)施例一：一種可移動波動光學(xué)集成演示儀，如圖1所示，包括平面底板16，以及安裝在平面底板16上的邁克爾遜干涉裝置、牛頓環(huán)演示裝置、光衍射演示裝置、光色散演示裝置、馬呂斯定律驗(yàn)證演示裝置、偏振演示裝置；

在圖1中，反射鏡M12與反射鏡M23垂直放置，其中反射鏡M23安裝在測微螺桿6上，在測微螺桿6的驅(qū)動下反射鏡M23可沿光軸方向移動，分光鏡4用于將入射光分為透射光和反射光，毛玻璃屏5用于接收透射光與反射光相遇產(chǎn)生的干涉條紋，入射光經(jīng)所述分光鏡分光的反射光垂直入射至所述平面反射鏡M12，入射光經(jīng)所述分光鏡分光的透射光垂直入射至所述平面反射鏡M23；

所述的牛頓環(huán)演示裝置由牛頓環(huán)8以及經(jīng)擴(kuò)束的激光光源1組合而成；

所述的光衍射演示裝置由激光光源1、衍射屏9以及衍射屏底座10組合而成；所述衍射屏9上設(shè)置有若干個不同形狀、尺寸的衍射結(jié)構(gòu)；衍射屏9結(jié)構(gòu)包括但不限于單縫、雙縫、三縫、一維光柵、二維光柵、任意形狀的小孔、圓點(diǎn)以及單絲之間的一種或者幾種組合；所述的衍射屏底座10上安裝有運(yùn)動調(diào)整機(jī)構(gòu)，所述衍射屏9安裝在衍射屏底座10的運(yùn)動調(diào)整機(jī)構(gòu)上，所述的運(yùn)動調(diào)整機(jī)構(gòu)為平移調(diào)整機(jī)構(gòu)或者旋轉(zhuǎn)調(diào)整機(jī)構(gòu)，圖2為帶旋轉(zhuǎn)調(diào)整機(jī)構(gòu)的衍射屏底座的示意圖。

所述的光色散演示裝置由白光光源15與三棱鏡14組合而成；

所述的馬呂斯定律驗(yàn)證演示裝置由激光光源1與一個偏振片組合而成；

所述的偏振演示裝置由白光光源15與偏振片A12和偏振片B13組合而成；

所述的光纖導(dǎo)光演示裝置由激光光源1或白光光源15與光導(dǎo)纖維11組合而成。

實(shí)施例二：在實(shí)施例一的基礎(chǔ)上，增加用于拍攝演示現(xiàn)象的攝像頭18，攝像頭18通過數(shù)據(jù)線與投影儀連接，直接將實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象顯示在投影屏幕上；通過投影的放大作用將牛頓環(huán)的微結(jié)構(gòu)尺寸放大為幾十倍或者幾百倍，通過測量在投影屏幕上放大的牛頓環(huán)直徑就可以換算出實(shí)際牛頓環(huán)的直徑；有效避免了現(xiàn)有技術(shù)中讀數(shù)顯微鏡測量牛頓環(huán)直徑時，讀數(shù)顯微鏡體積大而且笨重不易攜帶的問題；平面底板16材質(zhì)選用塑料，并在其表面按照5cm*5cm均勻布置M5螺紋通孔17，即能減輕底板質(zhì)量又可以方便光學(xué)元件的固定。

可見，該實(shí)用新型作為一種可移動波動光學(xué)集成演示儀，體積小、質(zhì)量輕、操作簡單、擴(kuò)展性能強(qiáng)、幾乎可以演示波動光學(xué)中所有的實(shí)驗(yàn)，成本低廉，在特別適用于課堂教學(xué)中。