一种教学用单缝衍射和双缝干涉实验演示一体化装置
技术领域
本发明涉及教学演示用具技术领域，尤其涉及一种教学用单缝衍射和双缝干涉实验演示一体化装置。
背景技术
单缝衍射是光在传播过程中遇到障碍物，光波会绕过障碍物继续传播的一种现象。如果波长与缝、孔或障碍物尺寸相当或者更大时，衍射现象最明显。双缝干涉是将平行的单色光投射到一个有两条狭缝的挡板上，狭缝相距很近，平行光的光波会同时传到狭缝，它们就成了两个振动情况总是相同的波源称为相干波源，它们发出的光在档板后面的空间相互叠加，就发生了干涉现象。
单缝衍射和双缝干涉均是物理当中的一个重要知识点，也是物理教学过程中比较基础的物理实验，其光强分布规律与间距的探讨更是一个重点和难点，在实验演示方面，目前多数以定性观察为主，即以激光为光源，直接照射单缝或双缝装置，然后采用人眼在观察屏上观察的方式，现有的演示仪不易于在课堂教学中推广，不便演示，影响实验效果。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述问题，而提出的一种教学用单缝衍射和双缝干涉实验演示一体化装置。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种教学用单缝衍射和双缝干涉实验演示一体化装置，包括第一底座和第二底座，所述第一底座和第二底座下端面均固定连接有螺纹杆，所述螺纹杆上均螺纹连接有螺母座，所述第一底座和所述第二底座相互靠近一端分别固定连接有第一连接板和第二连接板，所述第一连接板和第二连接板之间通过第一滑槽滑动连接，所述第一底座上端面远离所述第二底座一侧固定连接有承接座，所述承接座上端面固定连接有激光光源，所述承接座靠近所述第二底座一侧固定连接有支撑杆，所述支撑杆上设有连接杆，所述连接杆的两侧分别固定连接有第一套筒和第二套筒，所述支撑杆上设有限位部，所述第一套筒和第二套筒上分别设有调节部，所述第二底座上开设有第二滑槽，所述第二滑槽内嵌有滑块，所述滑块固定连接有滑动座，所述滑动座上固定连接有电动伸缩杆，所述电动伸缩杆的输出端固定连接有光屏，所述第二底座上设有移动部。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述限位部包括环形缺口、条形滑槽、环形滑槽、限位柱、限位槽和滑动块，所述支撑杆上远离所述承接座一侧开设有所述环形缺口，所述环形缺口上开设有条形滑槽和环形滑槽，所述环形缺口上固定连接有两个限位柱，所述连接杆上开设有与所述环形缺口以及限位柱相配合的限位槽，所述限位槽内部侧表壁固定连接有与所述条形滑槽和环形滑槽相配合的滑动块。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述调节部包括滑轨、滑柱、扇形挡板、转环和弧形滑槽，所述第一套筒上固定连接有滑轨，所述滑轨内嵌有滑柱，所述滑柱上固定连接有扇形挡板，所述滑柱上卡设有转环，所述转环上开设有与所述滑柱相配合的弧形滑槽，所述第二套筒的调节部上的所述扇形挡板上开设有两个相互平行设置的条形通槽。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述移动部包括立板、支撑板、微型伺服电机、转盘、卡环、转轴、齿轮和齿条，所述第二底座上固定连接有立板，所述立板远离所述第二底座一侧固定连接有支撑板，所述支撑板上固定连接有微型伺服电机，所述微型伺服电机的输出端贯穿所述立板并固定连接有同轴设置的转盘，所述转盘远离所述立板一侧固定连接有卡环，所述第二底座上转动连接有转轴，所述转轴上端面固定连接有同轴设置的齿轮，所述齿轮一侧与卡环卡接，所述齿轮另一侧啮合连接有齿条，所述齿条与所述滑动座固定连接。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述条形滑槽设有两个，且两个所述条形滑槽关于所述环形滑槽的轴心对称设置，两个所述条形滑槽的一端分别与所述环形滑槽相连通。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述滑轨、滑柱、扇形挡板和弧形滑槽分别设置有六个，且均关于所述转环呈环形阵列分布设置。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述卡环呈涡卷状设置，所述卡环的螺距与所述齿轮的齿距相等。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明中，通过在第一底座和第二底座下端面均设有螺纹杆，螺纹杆上均螺纹连接有螺母座，使得第一底座和第二底座的高度位置可以调整，在第一底座和第二底座相互靠近一端分别设有第一连接板和第二连接板，第一连接板和第二连接板之间通过第一滑槽滑动连接，使得第一底座和第二底座之间的距离可以调整，从而使得光在光屏上显示得更加清晰，便于教学演示使用。
2、本发明中，通过设置有环形缺口、条形滑槽、环形滑槽、限位柱、限位槽和滑动块，连接杆通过限位槽卡设在支撑杆上，连接杆两端分别设有第一套筒和第二套筒，当需要更换激光光源所对应的套筒时，手动推动连接杆在环形缺口内滑动，同时滑动块在条形滑槽内滑动，直至滑动块滑动到环形滑槽内，沿环形滑槽转动180°，再沿条形滑槽滑回原位，通过限位柱卡住限位槽实现限位。
3、本发明中，设置有调节部，通过手动拨动转环，使得滑柱在弧形滑槽内滑动，同时滑柱在滑轨内滑动，带动扇形挡板移动，直到六个扇形挡板相互配合完成闭合或完全打开，使得本装置具有良好的演示效果，可以将光的单缝衍射和双缝干涉的过程以及变化展现的淋漓尽致。
4、本发明中，设置有移动部，通过微型伺服电机带动转盘以及卡环转动，卡环转动带动齿轮转动，齿轮转动带动齿条移动，齿条移动带动滑动座以及光屏移动，实现对光屏位置的微调，达到更好的显示效果。
附图说明
图1为本发明中整体结构示意图；
图2为本发明中第一套筒调节部结构示意图；
图3为本发明中第一套筒调节部另一状态结构示意图；
图4为本发明中第二套筒调节部结构示意图；
图5为本发明中第一底座和第二底座结构俯视示意图；
图6为本发明中限位部结构爆炸图；
图7为本发明中移动部结构示意图；
图8为本发明中卡环结构示意图。
图例说明：
1、第一底座；2、第二底座；3、螺纹杆；4、螺母座；5、第一连接板；6、第二连接板；7、第一滑槽；8、承接座；9、激光光源；10、支撑杆；11、连接杆；12、第一套筒；13、第二套筒；14、环形缺口；15、条形滑槽；16、环形滑槽；17、限位柱；18、限位槽；19、滑动块；20、滑轨；21、滑柱；22、扇形挡板；23、转环；24、弧形滑槽；25、条形通槽；26、第二滑槽；27、滑动座；28、电动伸缩杆；29、光屏；30、立板；31、支撑板；32、微型伺服电机；33、转盘；34、卡环；35、转轴；36、齿轮；37、齿条。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
请参阅图1-8，一种教学用单缝衍射和双缝干涉实验演示一体化装置，包括第一底座1和第二底座2，第一底座1和第二底座2下端面均固定连接有螺纹杆3，螺纹杆3上均螺纹连接有螺母座4，第一底座1和第二底座2相互靠近一端分别固定连接有第一连接板5和第二连接板6，第一连接板5和第二连接板6之间通过第一滑槽7滑动连接，第一底座1上端面远离第二底座2一侧固定连接有承接座8，承接座8上端面固定连接有激光光源9，承接座8靠近第二底座2一侧固定连接有支撑杆10，支撑杆10上设有连接杆11，连接杆11的两侧分别固定连接有第一套筒12和第二套筒13，支撑杆10上设有限位部，第一套筒12和第二套筒13上分别设有调节部，第二底座2上开设有第二滑槽26，第二滑槽26内嵌有滑块，滑块固定连接有滑动座27，滑动座27上固定连接有电动伸缩杆28，电动伸缩杆28的输出端固定连接有光屏29，第二底座2上设有移动部，通过在第一底座1和第二底座2下端面均设有螺纹杆3，螺纹杆3上均螺纹连接有螺母座4，使得第一底座1和第二底座2的高度位置可以调整，在第一底座1和第二底座2相互靠近一端分别设有第一连接板5和第二连接板6，第一连接板5和第二连接板6之间通过第一滑槽7滑动连接，使得第一底座1和第二底座2之间的距离可以调整，从而使得光在光屏29上显示得更加清晰，便于教学演示使用。
限位部包括环形缺口14、条形滑槽15、环形滑槽16、限位柱17、限位槽18和滑动块19，支撑杆10上远离承接座8一侧开设有环形缺口14，环形缺口14上开设有条形滑槽15和环形滑槽16，环形缺口14上固定连接有两个限位柱17，连接杆11上开设有与环形缺口14以及限位柱17相配合的限位槽18，限位槽18内部侧表壁固定连接有与条形滑槽15和环形滑槽16相配合的滑动块19，当需要更换激光光源9所对应的套筒时，手动推动连接杆11在环形缺口14内滑动，同时滑动块19在条形滑槽15内滑动，直至滑动块19滑动到环形滑槽16内，沿环形滑槽16转动180°，再沿条形滑槽15滑回原位，通过限位柱17卡住限位槽18实现限位。
调节部包括滑轨20、滑柱21、扇形挡板22、转环23和弧形滑槽24，第一套筒12上固定连接有滑轨20，滑轨20内嵌有滑柱21，滑柱21上固定连接有扇形挡板22，滑柱21上卡设有转环23，转环23上开设有与滑柱21相配合的弧形滑槽24，第二套筒13的调节部上的扇形挡板22上开设有两个相互平行设置的条形通槽25，通过手动拨动转环23，使得滑柱21在弧形滑槽24内滑动，同时滑柱21在滑轨20内滑动，带动扇形挡板22移动，直到扇形挡板22之间相互配合完成闭合或完全打开，使得本装置具有良好的演示效果，可以将光的单缝衍射和双缝干涉的过程以及变化展现的淋漓尽致。
移动部包括立板30、支撑板31、微型伺服电机32、转盘33、卡环34、转轴35、齿轮36和齿条37，第二底座2上固定连接有立板30，立板30远离第二底座2一侧固定连接有支撑板31，支撑板31上固定连接有微型伺服电机32，微型伺服电机32的输出端贯穿立板30并固定连接有同轴设置的转盘33，转盘33远离立板30一侧固定连接有卡环34，第二底座2上转动连接有转轴35，转轴35上端面固定连接有同轴设置的齿轮36，齿轮36一侧与卡环34卡接，齿轮36另一侧啮合连接有齿条37，齿条37与滑动座27固定连接，通过微型伺服电机32带动转盘33以及卡环34转动，卡环34转动带动齿轮36转动，齿轮36转动带动齿条37移动，齿条37移动带动滑动座27以及光屏29移动，实现对光屏29位置的微调，达到更好的显示效果。
条形滑槽15设有两个，且两个条形滑槽15关于环形滑槽16的轴心对称设置，两个条形滑槽15的一端分别与环形滑槽16相连通。
滑轨20、滑柱21、扇形挡板22和弧形滑槽24分别设置有六个，且均关于转环23呈环形阵列分布设置。
卡环34呈涡卷状设置，卡环34的螺距与齿轮36的齿距相等，使得卡环34转动一圈时，齿轮36转动带动齿条37以及滑动座27移动一个齿距的距离，实现光屏29位置的微调。
工作原理：使用时，首先通过转动螺母座4，调整第一底座1和第二底座2的高度位置，调整到合适高度之后，通过第一连接板5和第二连接板6在第一滑槽7内滑动调整第一底座1和第二底座2之间的距离，调整完成后，打开激光光源9，通过手动拨动转环23，使得滑柱21在弧形滑槽24内滑动，同时滑柱21在滑轨20内滑动，带动扇形挡板22移动，直到扇形挡板22之间相互配合完成闭合或完全打开，将光的单缝衍射的过程以及变化展现在光屏29上，同时可以通过电动伸缩杆28调整光屏29的高度，通过启动微型伺服电机32带动转盘33以及卡环34转动，卡环34转动带动齿轮36转动，齿轮36转动带动齿条37移动，齿条37移动带动滑动座27以及光屏29移动，实现对光屏29位置的微调，直到达到最好的显示效果，当需要更换激光光源9所对应的套筒时，手动推动连接杆11在环形缺口14内滑动，同时滑动块19在条形滑槽15内滑动，直至滑动块19滑动到环形滑槽16内，沿环形滑槽16转动180°，再沿条形滑槽15滑回原位，通过限位柱17卡住限位槽18实现限位，完成对套筒的换位。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
