[發(fā)明專(zhuān)利]旋光現(xiàn)象演示裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010159581.5
• 申請(qǐng)日: 2010-04-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101853597A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-10-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 歸鼎
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海市莘格高級(jí)中學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G09B23/22
• 分類(lèi)號(hào): G09B23/22
• 代理公司: 上海漢聲知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國(guó)中

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種教學(xué)演示裝置，具體地說(shuō)，涉及的是一種旋光現(xiàn)象演示裝置。

背景技術(shù)

旋光現(xiàn)象是偏振光的一個(gè)重要屬性。然而，要想觀(guān)察到這個(gè)現(xiàn)象，并且有很好的效果，卻不是很容易的。而且，光學(xué)的內(nèi)容現(xiàn)在中學(xué)課本中涉及較少，這是一個(gè)很好的補(bǔ)充內(nèi)容的科普手段，能夠提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。

單色平行線(xiàn)偏振光通過(guò)盛有糖溶液、帶有平行平面窗口的玻璃管，透射出來(lái)的光的振動(dòng)面會(huì)以光線(xiàn)為軸轉(zhuǎn)過(guò)一定的角度，這種現(xiàn)象叫光的旋光效應(yīng)。能夠產(chǎn)生旋光效應(yīng)的物質(zhì)稱(chēng)為旋光物質(zhì)，葡萄糖溶液就是一種典型的旋光物質(zhì)。實(shí)驗(yàn)表明，單色線(xiàn)偏振光的振動(dòng)面轉(zhuǎn)過(guò)的角度與所經(jīng)過(guò)的溶液的長(zhǎng)度L、溶液的濃度C成正比，即式中α是與波長(zhǎng)有關(guān)的比例系數(shù)。由于α與波長(zhǎng)有關(guān)，因此，對(duì)于不同波長(zhǎng)的線(xiàn)偏振光，通過(guò)相同長(zhǎng)度的糖溶液后，光振動(dòng)方向轉(zhuǎn)過(guò)的角度不同。實(shí)驗(yàn)表明，波長(zhǎng)越短的光轉(zhuǎn)過(guò)的角度越大，物質(zhì)的旋光本領(lǐng)隨波長(zhǎng)變化的現(xiàn)象叫旋光色散。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，提供一種旋光現(xiàn)象演示裝置，能夠清楚的演示旋光現(xiàn)象，提高學(xué)生們學(xué)習(xí)物理的興趣，以及培養(yǎng)他們進(jìn)行科學(xué)觀(guān)察的能力。

為實(shí)現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明所述的旋光現(xiàn)象演示裝置，包括光源、起偏鏡、第一光闌、玻璃管、檢偏鏡、第二光闌、透鏡以及觀(guān)察屏。所述玻璃管兩端封閉且裝滿(mǎn)糖溶液，所述光源、起偏鏡、第一光闌、玻璃管、檢偏鏡、第二光闌和透鏡水平共軸設(shè)置，并且按照從前到后的順序依次排列，其中：光源發(fā)出光線(xiàn)，經(jīng)起偏鏡和第一光闌后，平行的線(xiàn)偏振光進(jìn)入玻璃管后，從玻璃管端面出射的光變成一束平行光，再經(jīng)檢偏鏡、第二光闌到達(dá)透鏡，最后經(jīng)透鏡成像到觀(guān)察屏上。

進(jìn)一步的，所述起偏鏡和檢偏鏡的透光方向放在相互正交的位置，兩端封閉且裝滿(mǎn)糖溶液的玻璃管放在起偏鏡和檢偏鏡光路中，使玻璃管保持水平且與透鏡、偏振片(即起偏鏡、檢偏鏡)和兩個(gè)光闌的中心共軸，以使光線(xiàn)能沿著玻璃管的軸線(xiàn)通過(guò)。

進(jìn)一步的，所述第一光闌后設(shè)有濾光片，或者在所述第二光闌后設(shè)有濾光片。

進(jìn)一步的，為減少雜光對(duì)演示效果的影響，盡量縮短偏振片、光闌、濾色片與玻璃管兩端口的距離，移動(dòng)透鏡，使從玻璃管端面出射的光變成一束平行光。將觀(guān)察屏放在距離第二光闌約為1m遠(yuǎn)的地方，調(diào)節(jié)透鏡與第二光闌之問(wèn)的距離，使第二光闌在觀(guān)察屏上成的像最清晰。

本發(fā)明中，旋轉(zhuǎn)檢偏鏡的角度，觀(guān)察屏幕上明暗變化情況。更換不同中心波長(zhǎng)的單色濾光片，觀(guān)察糖溶液對(duì)各種不同波長(zhǎng)的旋光本領(lǐng)。取下單色濾光片，旋轉(zhuǎn)檢偏鏡觀(guān)察屏幕上色彩變化。當(dāng)白色平行線(xiàn)偏振光通過(guò)糖溶液透射出來(lái)再經(jīng)過(guò)偏振片(檢偏鏡)后，白光就變成了彩色光，當(dāng)檢偏鏡繞光軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，觀(guān)察屏屏幕上的色彩也隨著變化。偏振光通過(guò)糖溶液后，光振動(dòng)方向轉(zhuǎn)過(guò)的角度還與光通過(guò)糖溶液的距離有關(guān)。若將白光從盛有糖溶液的玻璃管的一個(gè)端面射入，由于糖溶液中雜質(zhì)的散射，在管的側(cè)面就有可能看到“螺旋彩虹”現(xiàn)象。

本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，能夠很好的演示旋光現(xiàn)象，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和理解能力，增強(qiáng)他們的科學(xué)觀(guān)察能力。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明一實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1為光源，2為起偏鏡，3為第一光闌，4為玻璃管，5為檢偏鏡，6為第二光闌，7為透鏡，8為觀(guān)察屏。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的解釋?zhuān)且韵碌膬?nèi)容不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。

如圖1所示，本實(shí)施例提供一種旋光現(xiàn)象演示裝置，包括光源1、起偏鏡2、第一光闌3、玻璃管4、檢偏鏡5、第二光闌6、透鏡7以及觀(guān)察屏8。所述玻璃管4兩端封閉且裝滿(mǎn)糖溶液，所述光源1、起偏鏡2、第一光闌3、玻璃管4、檢偏鏡5、第二光闌6和透鏡7水平共軸設(shè)置，并且按照從前到后的順序依次排列，其中：光源1發(fā)出光線(xiàn)，經(jīng)起偏鏡2和第一光闌3后，平行的線(xiàn)偏振光進(jìn)入玻璃管4后，從玻璃管4端面出射的光變成一束平行光，再經(jīng)檢偏鏡5、第二光闌6到達(dá)透鏡7，最后經(jīng)透鏡7成像到觀(guān)察屏8上。

本實(shí)施例進(jìn)行演示時(shí)，按照以下步驟進(jìn)行：

1、溶液的旋光現(xiàn)象及旋光色散現(xiàn)象