切换图案偏振现象演示装置的制作方法

1.本发明涉及教学教具技术领域，特别是一种切换图案偏振现象演示装置。


背景技术：

2.随着经济社会的不断发展，国家提倡全面发展的教育，而现有的光学教具老化且不便移动，传统的偏振现象演示需在大型光学平台上进行，视场范围小、不能根据需要灵活改变以进行很好的演示讲解。


技术实现要素：

3.本发明为了有效的解决上述背景技术中的问题，提出了一种切换图案偏振现象演示装置。
4.具体技术方案如下；
5.一种切换图案偏振现象演示装置，其特征在于：包括可拆卸支架、图案板以及观察板，所述图案板和观察板均为透明材料，上面覆有不通方向的偏振片，所述观察板的两端通过铰轴安装在所述可拆卸支架的前部，所述图案板位于观察板的后侧并固定在所述可拆卸支架上。
6.优选地，所述可拆卸支架包括上框架和四根下支腿，四根下支腿通过螺栓与所述上框架固定，所述上框架为通过螺栓连接的可拆卸结构。
7.优选地，所述图案板上分别用不同偏振化方向的偏振片覆盖底色、第一图案和第二图案的区域。
8.优选地，图案板块上的底色区域以偏振化方向为与水平线的夹角0度的偏振片覆盖；图案板块上的第一图案区域以偏振化方向为 60度的偏振片覆盖；图案板块上的第一图案区域以偏振化方向为
‑
60度的偏振片覆盖。
9.优选地，图案板上的所有偏振片，裁切成相同形状的小块，拼接成底色、第一图案和第二图案。
10.优选地，所述第一图案和第二图案为文字或动画图案。
11.优选地，所述观察板整体覆有偏振化方向为 30度或
‑
30度的偏振片。
12.优选地，图案板上的所有偏振片用同样规格的小方块来拼接。
13.与现有技术相比，本发明的有益效果是：相对于现有技术，本装置趣味性强，能激发学生求知欲和好奇心；便于拆装携带，适合物理理论课堂演示和流动科技馆使用；演示便捷，可以直观的让学生观察到偏振现象，提高了教学效果；图案可以根据需要制作，灵活多样。
附图说明
14.图1是本发明的主视图；
15.图2是本发明侧视图；
16.图3是本发明的示意图；
17.图4是本发明的原理图。
具体实施方式
18.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位旋转90度或处于其他方位，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
19.下面结合附图及较佳实施例详细说明本发明的具体实施方式。如图1
‑
3所示，一种切换图案偏振现象演示装置，包括可拆卸支架1、图案板2以及观察板3，所述图案板和观察板均为透明材料，上面覆有不通方向的偏振片，所述观察板的两端通过铰轴4安装在所述可拆卸支架的前部，具体为，观察板的两侧由两块夹板5夹紧固定，铰轴4与夹板侧部焊接，之后铰轴再与可拆卸支架铰接，所述图案板位于观察板的后侧并固定在所述可拆卸支架上。所述可拆卸支架包括上框架6和四根下支腿7，四根下支腿通过螺栓8与所述上框架固定，所述上框架为通过螺栓连接的可拆卸结构。
20.所述图案板上分别用不同偏振化方向的偏振片覆盖底色9、第一图案10和第二图案11的区域。(以实现祼眼看无图案，用不同方向的观察板看能看到不同图案)
21.图案板块上的底色区域以偏振化方向为0度(与水平线的夹角，下同)的偏振片覆盖；图案板块上的第一图案区域以偏振化方向为 60度的偏振片覆盖；图案板块上的第一图案区域以偏振化方向为
‑
60度的偏振片覆盖。图案板上的所有偏振片，裁切成相同形状的小块，拼接成底色、第一图案和第二图案。这样裸眼看不易看出图案与底色的边界。
22.如图4所示，本装置的原理基于光的偏振中的马吕斯定律。
23.当裸眼看时，图案板2上是平铺的单偏振片小方块，透光强度相等，呈现半透明状。
24.当用偏振化方向为 30
°
的观察板3正面12观察时，观察板正面12的偏振化方向与底色9和第一图案10的的偏振化方向夹角均为30
°
,因而看到的底色9和第一图案10是半透明状态；而第二图案11的偏振化方向与观察板正面12的偏振化方向恰好垂直，此时第二图案11不透明，所以在半透明背景下看到了不透明的第二图案11。
25.当把观察板3沿水平轴翻转，观察板的偏振化方向变为
‑
30
°
，即用观察板背面13观察图案板，观察板背面13的偏振化方向与底色9和第二图案11的的偏振化方向夹角均为30
°
,因而看到的底色9和第二图案11是半透明状态；而第一图案10的偏振化方向与图案板13的偏振化方向恰好垂直，此时第一图案10不透明，所以在半透明背景下看到了不透明的第一图案10。
26.本发明中，所述第一图案和第二图案为文字或动画图案。以便于观察。
27.所述观察板整体覆有偏振化方向为 30度或
‑
30度的偏振片12。
28.工作原理：
29.1、裸眼看，图案板只有一层偏振片，整体呈现半透明状。
30.2、用偏振化方向为 30度的观察板正面观看，观察板的偏振化方向与图案板上的底色和第一图案均成30度夹角，仍为相同亮度的半透明状；但观察板的偏振化方向与图案板上的第二图案均成90度夹角，因此，第二图案不透明，观察者只能在半透明的底色上看到不透明的第二图案。
31.3、用偏振化方向为
‑
30度的观察板，或者把偏振化方向为 30度的观察板沿转轴7翻转一个面(偏振化方向变为
‑
30度)，再观看，观察板的偏振化方向与图案板上的底色和第二图案均成30度夹角，为相同亮度的半透明状；但观察板的偏振化方向与图案板上的第一图案均成90度夹角，因此，第一图案不透明，观察者只能在半透明底色上看到不透明的第一图案。
32.操作过程：
33.1.让观众裸眼看图案板，普通的半透明看不到图案，或者看到的是许多相同的小碎块图案的拼接。
34.2.让观众通过 30度(或
‑
30度)观察板看图案板，看到第二图案(或第一图案)。
35.3.让观众通过
‑
30度(或 30度)观察板，或者把步骤2中的观察板沿水平轴翻转，再看图案板，则看到的是第一图案(或第二图案)。
36.4.让观察板沿水平轴连续旋转，则看到的是第一图案和第二图案的快速切换，可以显示动画效果。
37.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。