[發明專利]一種利用光測量轉動角度的方法、速度與引力關系測量系統、物理教學系統

在審

• 申請號: 201810152628.1
• 申請日: 2018-02-17
• 公開（公告）號: CN108332687A
• 公開（公告）日: 2018-07-27
• 發明（設計）人: 劉偉
• 申請（專利權）人: 劉偉
• 主分類號: G01B11/26
• 分類號: G01B11/26;G09B23/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種利用光測量轉動角度的方法，利用反光鏡（JZ）、激光源、投影面（TYB）測量待測轉動軸（O）的轉動角度，反光鏡（JZ）隨待測轉動軸（O）的轉動而轉動。速度與引力關系測量系統，包括平衡墜（PHZ）、第一電機（DJ1）、第一飛輪（FL1）、懸絲（XS）。物理教學系統，具有前述的速度與引力關系測量系統。本發明提高測試效率，使轉角測試更方便，提供一種新思路，能夠研究和展示物質速度與引力的關系。

技術領域

本發明涉及物理領域，具體涉及一種利用光測量轉動角度的方法、精確測量方法、速度與引力關系測量系統、物理教學系統。

背景技術

高精度測量是科技、工業發展的基礎，現有的測量技術中對于轉角的測量方法多種多樣，但絕大多數成本高昂，應用成本極高，對加工精度的依賴性很強。

卡文迪許扭秤第一次使用反射光結合路程放大的原理完成了人類歷史上第一次高精度的測試，測試定了萬有引力常數。

申請人認為物質的引力與其運動速度存在關系，但測定這種關系的難度比萬有引力的測定更加艱難，申請人改進了卡文迪許扭秤，以適用于引力與其運動速度關系的測試需求。

卡文迪許扭秤的測試光源與觀測面在反光鏡的同一側，影響可測精度。

人類對引力的產生并無深入研究， 以牛頓為代表的經典物理學認為引力的大小與物質的質量相關， 以愛因斯坦為代表的現代物理學認為物質的質量與運動速度相關；二者的關系值得研究和學習，如果能夠設計一種觀測速度物體運動速度與物體引力大小是否存在關系的科學儀器，能夠面向科研人員或學生展示‘物體運動速度與物體引力大小是否存在關系’，對物理研究和物理教學都有巨大的幫助。

發明內容

為解決以上問題，本發明設計一種利用光測量轉動角度的方法、速度與引力關系測量系統、物理教學系統。具體內容如下。

1、一種利用光測量轉動角度的方法，其特征在于：利用反光鏡（JZ）、激光源、投影面（TYB）測量待測轉動軸（O）的轉動角度，反光鏡（JZ）隨待測轉動軸（O）的轉動而轉動；

步驟一、待測物轉動發生之前：激光源發射的光（G）與反光鏡（JZ）的反光面平行，激光源發射的光（G）為平行光有一部分與反光鏡（JZ）的反光面重合，激光源發射的光（G）垂直于投影面（TYB）；

步驟二、記錄激光源的光（G）在投影面（TYB）上的第一投影點(A)；

步驟三、待測物轉動發生后，反光鏡（JZ）隨待測轉動軸（O）的轉動而轉動，激光源發射的光（G）經過反光鏡（JZ）的反光面的反射發生偏轉，在投影面（TYB）上產生第二投影點（C）；

步驟四、記錄激光源的光（G）在投影面（TYB）上的第二投影點(C)；

步驟五、待測轉動軸（O）到第一投影點(A)的最短連接線為線段OA，第一投影點（A）到第二投影點（C）的最短連接線為線段AC，待測轉動軸（O）到第二投影點（C）的最短連接線為線段OC，根據OA、AC、OC的長度，利用三角形的幾何特性計算角∠AOC的度數。

2、如技術內容1所述的一種利用光測量轉動角度的方法，其特征在于：將步驟五獲得的∠AOC除以2得到待測物轉動軸的待測轉動軸（O）的真實偏轉角。

3、速度與引力關系測量系統，其特征在于：包括平衡墜（PHZ）、第一電機（DJ1）、第一飛輪（FL1）、懸絲（XS）；

平衡墜（PHZ）、懸絲、反光鏡（JZ）處于真空環境中；

平衡墜包括第一配重（PHZ-A）、第二配重（PHZ-B）、橫桿（PHZ-H），橫桿（PHZ-H）的兩端分別與第一配重（PHZ-A）、第二配重（PHZ-B）相連；