[實用新型]一種布朗運動的模擬演示系統

有效

• 申請號: 201821801397.4
• 申請日: 2018-11-02
• 公開（公告）號: CN209993194U
• 公開（公告）日: 2020-01-24
• 發明（設計）人: 張季
• 申請（專利權）人: 安徽新華學院
• 主分類號: G09B23/06
• 分類號: G09B23/06
• 代理公司: 34146 合肥中谷知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 洪玲

本實用新型公開了一種布朗運動的模擬演示系統，系統包括運動平臺、分子模擬系統、動力供給系統和控制面板；運動平臺由氣桌、邊框和氣泵組成，分子模擬系統由若干個金屬滑塊和一個絕緣靶塊組成，動力供給系統由靜電彈板和靜電起電器組成，控制面板上設有用于調節靜電起電器輸出電量的旋鈕，以及用于控制系統電源通斷的按鍵。本實用新型的優點在于根據金屬滑塊在電場作用下運動，通過相互碰撞產生無規則運動的現象，起到了形象直觀的演示布朗運動的效果。儀器操作簡單，形象生動地演示布朗運動的特性，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。

技術領域

本實用新型涉及物理演示實驗技術領域，具體涉及一種布朗運動的模擬演示系統。

背景技術

1827年，蘇格蘭植物學家羅伯特·布朗發現水中的花粉及其它懸浮的微小顆粒不停地作不規則的曲線運動，稱為布朗運動?？梢詫@種現象可以做出如下解釋：當懸浮的微粒足夠小的時候，由于受到的來自各個方向的液體分子的撞擊作用是不平衡的。在某一瞬間，微粒在另一個方向受到的撞擊作用超強的時候，致使微粒又向其它方向運動，這樣就引起了微粒的無規則的運動，即布朗運動。布朗運動具有如下的特點：(1)運動的無規則；(2)永不停歇；(3)溫度越高，布朗運動越明顯；(4)肉眼不可見。

由于布朗運動是自然界中普遍而且基本的運動形式，人又不能用肉眼直接進行觀察，因此設計一種有趣的實驗系統來模擬這種有趣的運動現象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。本實用新型以帶電體在靜電力的作用下，相互碰撞產生的無規則運動效果為主要思路設計了一種模擬布朗運動的演示實驗系統。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種布朗運動的模擬演示系統，其根據金屬滑塊在電場作用下運動，通過相互碰撞產生無規則運動的現象，起到了形象直觀的演示布朗運動的效果。

本實用新型通過以下技術方案來實現上述目的：

一種布朗運動的模擬演示系統，包括運動平臺、分子模擬系統、動力供給系統和控制面板；

所述運動平臺由氣桌、邊框和氣泵組成，所述氣桌為扁平中空結構，在氣桌的上表面開有細密的出氣孔，在氣桌的側面設有進氣孔，所述邊框沿氣桌上表面的邊緣圍成正方形，所述氣泵通過導管與氣桌的進氣孔連接；所述分子模擬系統由若干個金屬滑塊和一個絕緣靶塊組成，所述金屬滑塊和絕緣靶塊均活動放置在氣桌上表面；所述動力供給系統由靜電彈板和靜電起電器組成，所述靜電彈板有四塊，分別對應安裝在邊框的四個內側面上，靜電彈板兩兩相對且相對的兩塊靜電彈板分別用導線連接靜電起電器的正極與負極；所述控制面板上設有用于調節靜電起電器輸出電量的旋鈕，以及用于控制系統電源通斷的按鍵。

進一步改進在于，所述邊框的四個內拐角處均設有絕緣隔板，所述絕緣隔板將相鄰的靜電彈板隔開。

進一步改進在于，所述金屬滑塊由下端的扁圓柱體和上端的中空半球體連接組成，所述扁圓柱體由上層的金屬材料層和下層的絕緣材料層組成，所述中空半球體為金屬材料。

進一步改進在于，所述靜電彈板由長條形絕緣板、薄銅片、彈簧和方形小板組成，所述長條形絕緣板沿著邊框各側邊設置，所述薄銅片貼在長條形絕緣板的內側面，所述彈簧有若干個，彈簧一端均連接在長條形絕緣板的外側面，另一端均通過方形小板與邊框固定連接。

本實用新型的有益效果在于：根據金屬滑塊在電場作用下運動，通過相互碰撞產生無規則運動的現象，起到了形象直觀的演示布朗運動的效果。儀器操作簡單，形象生動地演示布朗運動的特性，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。

附圖說明