一种透射式平面光栅分光演示仪的制作方法

1.本实用新型属于教学辅助工具技术领域，具体涉及一种透射式平面光栅分光演示仪。


背景技术：

2.衍射是光在空间或物质中传播的基本方式，衍射光栅是任何具有空间周期性的衍射屏，当光波在光栅上透射或反射时，将发生衍射，形成一定的衍射花样，它可以把入射光中不同波长的光分隔开来。所以光栅和棱镜一样是一种分光装置，其主要用途是用来形成光谱。在物理光学教学过程中，需要采用教学设备对光经光栅分光形成光谱进行演示，以便学生能够直观的了解到光具有不同波长的特性。
3.现有的光栅衍射演示仪大多以激光为光源，观察到的衍射现象为单色，而且光栅衍射演示仪存在仪器设备相对复杂，调整光路困难和费时费力的问题，另外还需专门配备钠光灯或汞光灯等设备，利于进行教学演示。


技术实现要素：

4.本实用新型为了解决上述技术问题提供一种透射式平面光栅分光演示仪，具有能直观、形象、便捷、趣味的观察光的衍射现象，尤其是光的色散现象，同时具有光路易调节、实验效率高和观察效果好的优点。
5.本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种透射式平面光栅分光演示仪，包括光源装置和观察装置；
6.所述光源装置包括光源、光源框和形状屏，所述光源位于所述光源框的一端，所述光源框的另一端为开口，用于输出光线，所述形状屏安装在所述光源框的另一端上，所述光源产生的光线穿过所述形状屏经所述光源框的另一端输出；
7.所述观察装置包括支架和光栅，所述光栅与所述支架的顶端可拆卸连接，所述光栅正对所述光源框的另一端。
8.本实用新型的有益效果是：(1)通过本透射式平面光栅分光演示仪演示了白光在光栅上透射时，将发生衍射，它可以把入射光中不同波长的光分隔开来，能用人眼直观观察到五颜六色的光，或者通过改变光源形状，还能观察到各种颜色叠加的形状，能很好的帮助学生理解光栅衍射现象；
9.(2)本透射式平面光栅分光演示仪具有能直观、形象、便捷、趣味的观察光的衍射现象，尤其是光的色散现象，同时具有光路易调节、实验效率高和观察效果好的优点；
10.(3)本透射式平面光栅分光演示仪成本低，体积小，结构简单。
11.在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。
12.进一步，所述光源框的另一端上设有用于安放所述形状屏的安放口，所述形状屏插设在所述安放口中。
13.采用上述进一步方案的有益效果是：通过设置的安放口能够方便形状屏的安装，
能够对形状屏进行更换，非常方便，操作简单。
14.进一步，所述形状屏上设有用于透过的透光通道，所述透光通道为圆型、一字型、s型或圆点。
15.采用上述进一步方案的有益效果是：能够更好的观察到各种颜色叠加的形状，能很好的帮助学生理解光栅衍射现象。
16.进一步，还包括用于支撑所述光源装置的底架，所述光源框与所述底架的顶端连接。
17.采用上述进一步方案的有益效果是：通过底架对光源装置支撑，能够很好的放置在讲台上，便于学生观察。
18.进一步，所述底架包括立柱和底座，所述立柱竖直设置，所述立柱的下端与所述底座固定连接，所述立柱的上端与所述光源框连接。
19.采用上述进一步方案的有益效果是：通过立柱能够对光源框支撑，对光源框进行固定，使得形成稳定的光源，不会随意晃动。
20.进一步，所述立柱的上端固定设有用于调节所述光源框的俯仰角度的调节部件，所述调节部件与所述光源框连接。
21.采用上述进一步方案的有益效果是：通过设置的调节部件能够调整光源框的俯仰角度，能够调整输出的光线的位置，使得观察效果更好，更便于观察。
22.进一步，所述调节部件包括俯仰角调节架、固定套和俯仰角调节旋钮，所述立柱的上端与所述俯仰角调节架连接，所述俯仰角调节架的输出端与所述固定套连接，所述固定套套设在所述光源框上，所述俯仰角调节旋钮与所述俯仰角调节架螺纹连接，通过所述俯仰角调节旋钮调节所述俯仰角调节架的俯仰角度。
23.采用上述进一步方案的有益效果是：方便调节俯仰角。
24.进一步，所述支架包括手柄和光栅固定架，所述手柄的一端与所述光栅固定架连接，所述光栅与所述光栅固定架可拆卸连接。
25.采用上述进一步方案的有益效果是：方便手持，通过光栅固定架能够很好的固定光栅。
26.进一步，所述光栅固定架上设有用于安放所述光栅的凹槽，所述光栅插设在所述凹槽中。
27.采用上述进一步方案的有益效果是：利于光栅的安装。
28.进一步，所述光栅为两个，且平行设置，所述光栅固定架为两个，且平行设置，两个所述光栅分别安装在对应所述光栅固定架上。
29.采用上述进一步方案的有益效果是：可以观察叠加衍射现象。
附图说明
30.图1为本实用新型光源装置的结构示意图；
31.图2为本实用新型观察装置的结构示意图。
32.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
33.1、底座；2、第一固定螺丝；3、立柱；4、第二固定螺丝；5、俯仰角调节旋钮；6、俯仰角调节架；7、固定套；8、光源；9、形状屏；10、光源框；11、手柄；12、光栅固定架；13、锁定螺丝；
14、光栅。
具体实施方式
34.以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
35.实施例
36.如图1和图2所示，本实施例提供一种透射式平面光栅分光演示仪，包括光源装置和观察装置；
37.光源装置包括光源8、光源框10和形状屏9，光源8位于光源框 10的一端，光源框10的另一端为开口，用于输出光线，形状屏9安装在光源框10的另一端上，光源8产生的光线穿过形状屏9经光源框10的另一端输出；
38.观察装置包括支架和光栅14，光栅14与支架的顶端可拆卸连接，光栅14正对光源框10的另一端。
39.其中，光源8用于产生白光，白光照射到光源框10中，避免光线散开，通过光源框10能够聚光，同时能够防止外部光线的干扰，使得光线全部从光源框10的开口端输出。其中，形状屏9能够对光线进行局部阻隔，使得形成对应形状的光源8，能够更好的观察光线的分散效果。其中，形状屏9安装在光源框10上，能够对形状屏9 进行更换，使用非常方便，演示效果好。其中，光栅14用于对光进行分散，形成光谱，方便学生观察，支架对光栅14进行支撑，可手持或放置在柜子上。通过支架能够调节光栅14与光源框10开口端的距离，使得能够观察光线经光栅14分散效果的变化，便于学生理解。由于，光栅14与支架的可拆卸连接，能够将光栅14取下更换，非常方便。
40.本实施例的技术方案的效果是，通过本透射式平面光栅分光演示仪演示了白光在光栅14上透射时，将发生衍射，它可以把入射光中不同波长的光分隔开来，能用人眼直观观察到五颜六色的光，或者通过改变光源8形状，还能观察到各种颜色叠加的形状，能很好的帮助学生理解光栅14衍射现象。本透射式平面光栅分光演示仪具有能直观、形象、便捷、趣味的观察光的衍射现象，尤其是光的色散现象，同时具有光路易调节、实验效率高和观察效果好的优点。本透射式平面光栅分光演示仪成本低，体积小，结构简单。
41.优选地，本实施例中，光源框10的另一端上设有用于安放形状屏9的安放口，形状屏9插设在安放口中。通过设置的安放口能够方便形状屏9的安装，能够对形状屏9进行更换，非常方便，操作简单。
42.优选地，本实施例中，形状屏9上设有用于透过的透光通道，透光通道为圆型、一字型、x型、s型或圆点。通过设置的透光通道能够使得穿过透光通道的光线形成对应的形状，能够更好的观察到各种颜色叠加的形状，能很好的帮助学生理解光栅14衍射现象。
43.优选地，本实施例中，还包括用于支撑光源装置的底架，光源框 10与底架的顶端连接。通过底架对光源装置支撑，能够很好的放置在讲台上，便于学生观察。
44.优选地，本实施例中，底架包括立柱3和底座1，立柱3竖直设置，立柱3的下端与底座1固定连接，立柱3的上端与光源框10连接。通过设置的底座1，能够提高稳固性，通过立柱3能够对光源框 10支撑，对光源框10进行固定，使得形成稳定的光源8，不会随意晃动。立柱3的下端通过第一固定螺丝2与底座1连接。
45.优选地，本实施例中，立柱3的上端固定设有用于调节光源框 10的俯仰角度的调节部件，调节部件与光源框10连接。通过设置的调节部件能够调整光源框10的俯仰角度，能够调整输出的光线的位置，使得观察效果更好，更便于观察。
46.优选地，本实施例中，调节部件包括俯仰角调节架6、固定套7 和俯仰角调节旋钮5，立柱3的上端与俯仰角调节架6连接，俯仰角调节架6的输出端与固定套7连接，固定套7套设在光源框10上，俯仰角调节旋钮5与俯仰角调节架6螺纹连接，通过俯仰角调节旋钮 5调节俯仰角调节架6的俯仰角度。
47.其中，固定套7用于与光源框10连接，提高连接强度，便于调整光源框10的俯仰角度。其中俯仰角调节旋钮5能够转动，通过转动俯仰角调节旋钮5调节光源框10的俯仰角度。其中，俯仰角调节架6和俯仰角调节旋钮5均为现有技术，对本领域技术人员来说为已知的，在此不再过多赘述其结构。通过俯仰角调节旋钮5非常方便的调节光源框10的俯仰角度，操作非常简单。立柱3的上端通过第二固定螺丝4与俯仰角调节架6连接。
48.优选地，本实施例中，支架包括手柄11和光栅固定架12，手柄 11的一端与光栅固定架12连接，光栅14与光栅固定架12可拆卸连接。通过手柄11方便手持，通过光栅固定架12能够很好的固定光栅 14，手持时，能够非常方便的调节光栅14与光源框10的开口端的距离，观察光线的衍射变化。
49.优选地，本实施例中，光栅固定架12上设有用于安放光栅14 的凹槽，光栅14插设在凹槽中。能够非常方便的放入光栅14，其中光栅固定架12上设有锁定螺孔，锁定螺孔内设有锁定螺丝13，通过旋转锁定螺丝13与光栅14接触，将光栅14锁定，效果更好。
50.优选地，本实施例中，光栅14为两个，且平行设置，光栅固定架12为两个，且平行设置，两个光栅14分别安装在对应光栅固定架 12上。当然，光栅14也可以只放置一个，当一个光栅14时，观察者用手握住手柄11用眼睛直接观察单块光栅14衍射现象。当光栅 14有两个时，观察方式为通过人眼直接观察两块光栅14叠加时引起的衍射现象，同时观察者可以自由的改变与光源8的距离观察衍射现象的变化。能够更好的观察光的衍射现象。
51.本实施例具体使用时，打开光源8，选择对应的形状屏9，安装到光源框10中，调节俯仰角调节旋钮5，调整光源框10的俯仰角度，到合适位置后，手持手柄11，将光栅14靠近光源框10的开口端，使得光线照射到光栅14上，形成衍射现象，方便学生观察了解。
52.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“内”、“外”、“周侧”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
53.在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
54.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
55.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
56.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。