本發(fā)明涉及一種大學(xué)物理實驗儀器，尤其指一種多功能光學(xué)多道分析實驗系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

光學(xué)多道分析實驗儀，是國內(nèi)各個高校廣泛使用的物理實驗儀器。該儀器的基本原理是光源發(fā)出的光束，投射到單色儀上的狹縫中，再利用單色儀9中的多個反射鏡及反射式光柵，把不同波長的光按照不同的空間分布射向單色儀中的線陣CCD去接收。線陣CCD中的各個CCD接收單元再把各自接收到的不同的光譜線變成電信號并加以數(shù)據(jù)處理，通過CCD數(shù)據(jù)線送入電箱進行模數(shù)轉(zhuǎn)換等數(shù)據(jù)處理，然后再通過USB線送入電腦，進而在電腦屏幕上實時顯示出某個波長區(qū)域的光譜線。還可以人工操作電腦而發(fā)出改變光譜采集的區(qū)間等的指令，通過USB線傳輸給電箱，電箱中的電機驅(qū)動模塊就會通過電機驅(qū)動線去驅(qū)動單色儀中的步進電機轉(zhuǎn)動一個角度，從而帶動反射式光柵轉(zhuǎn)動某個角度，使得光譜采集區(qū)域得到改變?？梢姡迷搩x器測量光的譜線波長是十分方便、快捷的?，F(xiàn)有技術(shù)中用該儀器進行實驗教學(xué)，內(nèi)容一般是拿著汞燈對儀器進行定標，然后再去用比較法來測量氫燈各條譜線的波長。但是，本申請的發(fā)明人經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，該儀器不適應(yīng)高校實驗教學(xué)改革要求實驗項目的知識綜合化需求，儀器的實驗教學(xué)內(nèi)容和功能還有待于進一步開發(fā)改進。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種多功能光學(xué)多道分析實驗系統(tǒng)，它既可以做現(xiàn)有技術(shù)中的儀器可做的實驗項目，又可以做現(xiàn)有技術(shù)中的儀器不能做的偏振光實驗、LED發(fā)光特性研究等實驗項目，使用簡單、可靠、方便。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明把單色儀9通過CCD數(shù)據(jù)線與電箱10相互連接，電箱10通過電機驅(qū)動線Y與單色儀9相互連接，電箱10還通過USB線U與電腦14相互連接，在光源11和狹縫15之間還帶有起偏器12和檢偏器13。

為了可以方便、精確地做偏振光實驗內(nèi)容，檢偏器13是由底座1、螺絲2、鑲嵌支架3、圓環(huán)盤4、偏振片5、角刻度6、標記7構(gòu)成的，其中偏振片5安裝在圓環(huán)盤4上，圓環(huán)盤4放入鑲嵌支架3內(nèi)，鑲嵌支架3上帶的支桿插入底座1上帶的立桿內(nèi)并通過螺絲2固定，圓環(huán)盤4上帶有角刻度6，鑲嵌支架3上帶有標記7。

為了可以方便地做LED發(fā)光特性實驗內(nèi)容，光源11其中的一個是LED光源，LED光源由直流電源16、發(fā)光二極管17、電流表18、電壓表19連接而成，其中發(fā)光二極管17與電流表18串聯(lián)后再與電壓表19及直流電源16的輸出端并聯(lián)，直流電源16上帶有電流調(diào)節(jié)旋鈕20。

由于本發(fā)明在現(xiàn)有技術(shù)的光學(xué)多道分析實驗儀中，增加了起偏器12及檢偏器13，通過改變起偏器12與檢偏器13的相對角度，相應(yīng)的輸出光強就改變并在電腦屏幕的譜線高度（或能量數(shù)值）上方便、直觀、形象地顯示出來，這就可以做偏振光實驗內(nèi)容了（比如驗證馬呂斯定律等內(nèi)容）。本發(fā)明增加的LED光源，還可以做LED的發(fā)光特性研究實驗（光強與電流的關(guān)系、光譜與電流的關(guān)系等實驗內(nèi)容）。本發(fā)明的檢偏器13中的偏振片5安裝在圓環(huán)盤4上、圓環(huán)盤4放入鑲嵌支架3內(nèi)、鑲嵌支架3上帶的支桿插入底座1上帶的立桿內(nèi)并通過螺絲2固定、圓環(huán)盤4上帶有角刻度6、鑲嵌支架3上帶有標記7的結(jié)構(gòu)，給方便、高精度地做偏振光實驗提供了支持?？梢?，本發(fā)明使得現(xiàn)有技術(shù)中的光學(xué)多道分析實驗儀增加了實驗項目和實驗內(nèi)容，一機多用，但是成本相對提高極?。ìF(xiàn)有技術(shù)的光學(xué)多道分析實驗儀每套在1.7萬元左右，而本發(fā)明增加的成本也就一百多元），顯著提高了儀器使用效益。

附圖說明

圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明檢偏器13的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明中LED光源的電路圖。

具體實施方式

在圖1中，單色儀9通過CCD數(shù)據(jù)線與電箱10相互連接，電箱10通過電機驅(qū)動線Y與單色儀9相互連接，電箱10還通過USB線U與電腦14相互連接，在光源11和狹縫15之間還帶有起偏器12和檢偏器13。

在圖2中，檢偏器13是由底座1、螺絲2、鑲嵌支架3、圓環(huán)盤4、偏振片5、角刻度6、標記7構(gòu)成的。其中偏振片5安裝在圓環(huán)盤4上，圓環(huán)盤4放入鑲嵌支架3內(nèi)，鑲嵌支架3上帶的支桿插入底座1上帶的立桿內(nèi)并通過螺絲2固定，圓環(huán)盤4上帶有角刻度6，鑲嵌支架3上帶有標記7。起偏器12的結(jié)構(gòu)即可以與檢偏器13完全一致，也可簡化其結(jié)構(gòu)，比如去掉角刻度6和標記7，甚至把鑲嵌支架3也簡化為更簡單的框架，直接把偏振片5固定在框架上，同時把圓環(huán)盤4也省略。

鑲嵌支架3的上半部分可用金屬片彎折或沖壓而成，也可用模具制作。鑲嵌支架3的下半部分是一個圓柱形的支桿，鑲嵌支架3的上半部分和下半部分相互焊接或其他方式相互固定。鑲嵌支架3的上半部分的凹槽寬度，以剛好容納圓環(huán)盤4的厚度為宜，以使圓環(huán)盤4可以在凹槽內(nèi)只能轉(zhuǎn)動但又不軸向活動為準。鑲嵌支架3的部分橫向?qū)挾纫哉萌菁{圓環(huán)盤4且不左右活動為準。鑲嵌支架3的上半部分高度以超過圓環(huán)盤4直徑的三分之二為宜，也可把鑲嵌支架3制成正方形封閉的框架但上邊框可拆裝的結(jié)構(gòu)。偏振片5與與圓環(huán)盤4之間可用螺絲配合緊固邊框或粘接的方式相互固定在一起。圓環(huán)盤4的一周或半周要制造上測量角度的角刻度6，同時，在鑲嵌支架3的下邊框中央位置也制造上標記7，這樣就可以準確、方便地讀取偏振片5轉(zhuǎn)過的角度了（實驗時，用手調(diào)節(jié)圓環(huán)盤4的轉(zhuǎn)角即可）。

圖1中的光源11可以是汞燈、氫燈，也可以LED（發(fā)光二極管）光源。LED光源的電路見圖3。LED光源是由直流電源16、發(fā)光二極管17、電流表18、電壓表19連接而成。其中發(fā)光二極管17與電流表18串聯(lián)后再與電壓表19及直流電源16的輸出端并聯(lián)，直流電源16上帶有電流調(diào)節(jié)旋鈕20。電流表18和電壓表19可用現(xiàn)有技術(shù)的小型數(shù)字電流和電壓表頭，其直流供電電源可取自直流電源16再加三端穩(wěn)壓器電路而成，這可簡化電路結(jié)構(gòu)和成本。電流調(diào)節(jié)旋鈕20實際是一個電位器上的旋鈕，該電位器可改變直流電源16的輸出電壓。直流電源16可用現(xiàn)有技術(shù)中的220V交流市電經(jīng)過變壓器降壓、整流、濾波后，再經(jīng)過可調(diào)穩(wěn)壓電路構(gòu)成?？梢园阎绷麟娫?6、發(fā)光二極管17、電流表18、電壓表19、電流調(diào)節(jié)旋鈕20安裝到同一個機殼內(nèi)，但是發(fā)光二極管17的安裝高度要與狹縫15同高度，也可把發(fā)光二極管17單獨取出，安裝到一個可調(diào)節(jié)高度的燈架上（這可參考圖2中底座1的結(jié)構(gòu)），它再通過導(dǎo)線與直流電源16電連接。

本發(fā)明在使用時，既可以做現(xiàn)有技術(shù)中的實驗內(nèi)容，又可以做偏振光實驗、LED的發(fā)光特性研究實驗、LED伏安特性測試等實驗，顯著擴展了該儀器的實驗內(nèi)容。做偏振光實驗時，先調(diào)節(jié)檢偏器13的偏轉(zhuǎn)角度與起偏器12相同，此時在電腦屏幕上的譜線最高（或能量數(shù)值最大），再通過改變檢偏器13的若干不同偏轉(zhuǎn)角度，使得透過起偏器12的偏振光經(jīng)過檢偏器13后得到一組不同的譜線高度對應(yīng)數(shù)據(jù)，做驗證馬呂斯定律實驗或其他實驗內(nèi)容。再把光源11換成LED光源，調(diào)節(jié)電流調(diào)節(jié)旋鈕20一組電流或電壓數(shù)據(jù)，就得到電腦屏幕上一組對應(yīng)譜線高度（或能量數(shù)值）的數(shù)據(jù)，就可以進行研究LED發(fā)光光強與電流的關(guān)系、光譜與電流的關(guān)系等實驗內(nèi)容。本發(fā)明還可進行其他實驗內(nèi)容擴展，不再敘述。

可見，本發(fā)明顯著擴展了光學(xué)多道分析實驗儀的實驗內(nèi)容，實驗的綜合性更強，既有利于學(xué)生能力的培養(yǎng)，又提高了儀器的利用率。但是本發(fā)明成本相對提高極?。ìF(xiàn)有技術(shù)的光學(xué)多道分析實驗儀每套在1.7萬元左右，而本發(fā)明增加的成本也就一百多元），顯著提高了儀器的使用效益。