[發明專利]遙控變色投影牛頓環演示儀

在審

• 申請號: 201710543659.5
• 申請日: 2017-07-05
• 公開（公告）號: CN107195234A
• 公開（公告）日: 2017-09-22
• 發明（設計）人: 張守超;楊廣武;蘇剛;石飛飛;郝浩東
• 申請（專利權）人: 天津城建大學;天津翼陽華睿科技有限公司
• 主分類號: G09B23/22
• 分類號: G09B23/22
• 代理公司: 天津才智專利商標代理有限公司12108
• 代理人: 呂志英

技術領域

本發明涉及一種演示儀器，特別是一種遙控變色投影牛頓環演示儀。

背景技術

牛頓環儀是一個由平凸透鏡和平板玻璃構成的裝置，平凸透鏡的凸面與平板玻璃之間構成軸對稱型的空氣薄膜，其對稱軸為平凸透鏡的中軸。當光通過牛頓環儀時便會發生牛頓環干涉現象。

牛頓環干涉現象是一種典型的干涉現，是大學物理波動光學中的重要內容，相關原理和技術在生產、科研中應用較廣，比如測量透鏡的曲率半徑、測量光滑平面的平整度等。但在實際教學中，現有的實驗裝置必須在暗室環境下、使用顯微鏡、以鈉燈或汞燈作光源才能看實現，這些實驗條件限制了在多班合一的理論課堂上根本無法滿足：裝置復雜無法攜帶，暗室條件無法達到，用顯微鏡不能多人同時觀看，尤其老師和學生不能同時看到現象，無法同步講解，而且100多人的大班也沒有時間每人輪流看一眼顯微鏡。

已經申請的專利《便攜式多光源牛頓環演示儀》(申請號 201521096095.8，201510990322.X)不具有透射功能，不能進行反射、透射的對比和互補相消演示；采用多個光源，光照方向不單一，體積大；光源不能連續漸變，沒有動態演示功能；不能看到內部結構，演示不直觀；沒有遙控功能，不能遠距離操作，不便于課堂使用。

發明內容

針對現有技術的缺陷，本發明的目的是提供一種遙控變色投影牛頓環演示儀，該演示儀體積小巧，操作簡單，可以通過顯示器、投影儀等設備顯示反射、透射和反射透射同時對比互補的牛頓環干涉圖案，采用遙控器控制光源明暗和顏色，可以選擇紅、綠、藍等單色光和白光，也可以多色光連續循環漸變顯示或者閃爍，演示不同波長的光照下牛頓環干涉圖案的特點，適用于在多媒體教室配合大學物理理論課進行同步課堂演示。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是提供遙控變色投影牛頓環演示儀，其中：該演示儀包括有外殼、VGA視頻切換器、視頻切換按鈕、VGA 數據線、光路暗箱、220V轉5V電源適配器A、220V轉12V電源適配器B、遙控器；其中光路暗箱由光路暗箱箱體和光路暗箱面板組成，其中包括攝像機A、鏡頭A、透射光源、透射光源毛玻璃、透射光源支架、反射光源、反射光源毛玻璃、反射光源支架、牛頓環儀、控制盒、電源盒、透射光開關、反射光開關、總開關、12V電源接口、攝像機B、鏡頭B。

所述鏡頭B安裝在攝像機B上，反射光毛玻璃安裝在反射光源上，反射光源安裝在反射光源支架上，攝像機B和反射光源分位于牛頓環儀中軸兩側的對稱區域；透射光毛玻璃安裝在透射光源上，透射光源安裝在透射光源支架上，透射光源位于牛頓環儀后方，且透射光源、牛頓環儀和攝像機B在同一條直線上；透射光源和反射光源接入控制盒由控制盒控制；控制盒接入電源盒；反射光開關、透射光開關、總開關以及12V電源接口安裝在電源盒上，電源盒安裝在光路暗箱面板里側；鏡頭A安裝在攝像機A上，攝像機A安裝在光路暗箱側面正對著其中的光學器件；以上部分全部位于光路暗箱箱體內，光路暗箱面板蓋在光路暗箱箱體上且光路暗箱面板有開孔使反射光開關、透射光開關、總開關以及12V電源接口由孔穿過光路暗箱面板暴露在外。光路暗箱安裝在外殼右側；VGA視頻切換器安裝在外殼左側,VGA視頻切換器上安裝有視頻切換按鈕，VGA視頻切換器通過VGA數據線接入顯示器、投影儀等外接顯示設備輸出圖像信息；攝像機A和攝像機B通過VGA數據線接入 VGA視頻切換器；12V電源適配器是220V轉12V電源適配器，接入電源盒為其供電；遙控器與控制盒相匹配，向控制盒發送操縱信號。

本發明的效果是：

(1)能夠拍攝到牛頓環干涉圖像并且通過外接的顯示器、投影儀等顯示設備在屏幕上顯示出來，適合在多媒體教室與理論課同步演示。

(2)采用遙控器控制，操作人員可以遠離儀器，邊講解邊演示。

(3)可以分別演示反射、透射牛頓環圖案，可以通過開關切換對比兩種圖案，也可以同時顯示兩種干涉圖案的互補相消效果。

(4)遙控變色光源可以演示不同波長的光的干涉圖案，包括單色和得色(白色)。

(5)光源可以在多種顏色(即不同波長)之間連續漸變或閃爍，動態演示干涉圓環半徑隨波長變化的關系。

(6)可以通過攝像機觀察暗盒內部光路結構，能直觀看到實驗的各個過程，可直接用于講解牛頓環原理，方便課堂教學。

(7)干涉現象在光路暗箱中進行不會受到外界光照的干擾。對使用環境的要求低，在各種環境中都可以有效保證實驗效果。

(8)體積小巧，便于攜帶。

附圖說明

圖1是本發明的光路暗箱側面透視結構圖；