[發明專利]一種演示光的偏振特性的像素拼圖系統及其方法

在審

• 申請號: 201811080186.0
• 申請日: 2018-09-17
• 公開（公告）號: CN109118919A
• 公開（公告）日: 2019-01-01
• 發明（設計）人: 張季
• 申請（專利權）人: 安徽新華學院
• 主分類號: G09B23/22
• 分類號: G09B23/22
• 代理公司: 合肥中谷知識產權代理事務所(普通合伙) 34146
• 代理人: 洪玲

本發明涉及一種演示光的偏振特性的像素拼圖系統，包括箱體、發光源、導光板、圓偏振片、轉動機構、透光板、遮光板、像素片；其中圓偏振片的直徑大于導光板并覆蓋在導光板之上，發光源的高度低于導光板的上邊緣，導光板與圓偏振片在轉動機構帶動下轉動形成角度變化的偏振光。在圓偏振片之上通過箱體固定放置一些偏振角度不同的方形偏振片，形成圖案，可用于演示光的偏振特性。本發明還提出一種應用于本系統的演示方法，步驟合理，保證了演示的順利進行。對比現有技術，本發明可在演示光的偏振特性時更有趣味性，有更多選擇。

技術領域

本發明屬于實驗裝置技術領域，具體涉及一種演示光的偏振特性的像素拼圖系統及其方法。

背景技術

波可以分成縱波和橫波，橫波的傳播方向和質點的振動方向垂直，波的振動方向和傳播方向沒有對稱性，稱作偏振。如果光波的光矢量的方向始終不變，只沿一個固定方向振動時，稱為線偏振光。線偏振光可使普通光源發出的自然光通過一個起偏器(偏振片)，起偏后得到線偏振光。在此起偏器后平行放置一檢偏振器(偏振片)，則透過光的強度會發生變化，光強變化遵從馬呂斯定律，即I＝I₀cos²α。式中α是線偏振光的振動方向與檢偏器的透光軸方向之間的夾角。當觀察者逆光觀察檢偏器時，由于光強的變化會看到檢偏器顯示不同的灰度。

由于人的眼睛不能對光的偏振做出反應，因此要利用實驗裝置通過光強的變化來展現。因此設計一種有趣的實驗系統來展現光的偏振特性是大學物理課堂教學過程中一個不可缺少的組成部分，它能夠激發學生的學習興趣，引起學生的學習欲望，培養學生科學實驗素養，有效地培養學生的觀察能力和實踐動手能力。系統的設計同時需要做到結構簡單，操作簡便且形象有趣。目前這樣的產品并不多，而且設計單調，缺乏綜合趣味性。

發明內容

本發明的目的就在于為了滿足背景技術中的需求，提出一種娛樂性強的演示光的偏振特性的像素拼圖系統及其方法。

本發明通過以下技術方案來實現上述目的：

一種演示光的偏振特性的像素拼圖系統，包括箱體、發光源、導光板、圓偏振片、轉動機構、透光板、遮光板、像素片；

其中箱體為一個上表面設有方形開口的不透光箱，箱體底部設有轉動機構，轉動機構上固定有圓形的導光板，導光板的側面設有發光源，發光源的高度不超過導光板的上表面；

箱體的方形開口處設相對的兩根滑槽，所述滑槽構成的大小與透光板、遮光板的大小均相等，滑槽的槽寬度與透光板與遮光板的厚度之和相等；

遮光板中部設有空洞，所述空洞大小不超過導光板，以保證觀看時沒有黑邊。

所述像素片包括若干種形狀一樣的方形偏振片，每一種偏振角度不同，并且每一種像素片在其底部截面設有不同色彩的條紋標記；拼圖時，按照條紋標記選擇合適的像素片。

所述轉動機構為一個由電機驅動的轉動機構，所述電機由調速器控制，調速器的轉速調節旋鈕安裝在箱體表面；

發光源通過光源亮度調節旋鈕控制，光源亮度調節旋鈕設于箱體表面

還包括設置于箱體外側的電源開關，為系統總電力開關。

優選的，所述圓偏振片直徑大于導光板，放置未起振光線泄漏。

優選的，所述轉動機構為一個面積小于導光板的剛性圓盤，中部設有與電機軸匹配的空洞并與電機軸緊密連接，電機軸的方向為豎直方向，且電機外殼固定在箱體底部。

優選的，所述遮光板中間設有一個方形空洞，其長寬分別是像素片長寬的整數倍，可以放置像素片后不留空隙。

根據以上拼圖系統的實驗演示方法，包括以下步驟。

步驟1，將圓偏振片通過在邊緣使用無痕膠或者熱熔膠固定到導光板上，中心對齊；