可调控双缝干涉试验仪的制作方法

1.本发明涉及一种物理参数测试仪器，特别是一种可调控双缝干涉试验仪。


背景技术：

2.双缝干涉实验是物理教学中认识光特性的基础实验之一，也是现代光学的基础。其原理主要是通过两条靠得很近的平行狭缝，将一个线光源发出的光分成两束相干光波。当两束相干光波在空间相遇时，会出现互相加强或互相减弱的现象，即在光程差等于零或等于波长整数倍的地方，互相加强形成亮点；在光程差等于半波长奇数倍的地方，互相抵消形成暗点。而影响光程差的主要因素为光的波长、光屏到双缝的距离、双缝的间距。可是，目前的干涉实验装置均采用固定尺寸的双缝，切换不同间距的双缝片时，需要拆卸整个装置，并重新调节整照明系统、双缝、观察系统的水平位置光源以及遮光孔的水平位置，浪费了大量的课堂时间。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种可调控双缝干涉试验仪。
4.实现本发明目的的技术方案为：一种可调控双缝干涉试验仪，包括套筒、遮光筒、观察端，以及设置于套筒内的光源、单缝片、可调双缝组件；套筒内设置与外部电连接的线圈，套筒末端连接遮光筒，遮光筒末端设置观察端，光源设置于套筒前端，单缝片设置于光源的光路上，可调双缝组件设置于单缝片后端的光路上；可调双缝组件的双缝由一对磁流变弹性体片在套筒线圈的电磁驱动下实现间距可调。
5.进一步地，可调双缝组件包括一对分离设置的支撑板、一对分离设置的玻璃板、一遮光膜、一对磁流变弹性体片；支撑板固定于套筒内壁上，一对玻璃板分别连接两个支撑板的上下两端，遮光膜固定于两个玻璃板上且位于两个支撑板中间，两个磁流变弹性体片分别位于遮光膜的两侧且一端固定于支撑板上，两个磁流变弹性体片和遮光膜之间形成双缝。
6.进一步地，套筒包括壳体、一对轭铁、一对线圈；一对轭铁设置于可调双缝组件两侧的壳体内壁上，线圈分别竖直的对称的缠绕于对应的轭铁上。
7.进一步地，线圈的磁极长度大于磁流变弹性体篇的长度。
8.进一步地，遮光筒长度可调。
9.本发明与现有技术相比，具有以下技术优点：本发明利用磁流变弹性体在电磁场中产生形变的原理，无需拆装、重新调整照明系统、双缝、观察系统的水平位置，节约了试验时间。
10.下面结合说明书附图对本发明作进一步描述。
附图说明
11.图1为本发明的结构示意图。
12.图2为套筒与可调双缝组件组合结构示意图。
13.图3为可调双缝组件结构示意图。
具体实施方式
14.磁流变弹性体(magnetorheological elastomer，mre)是通过物理或化学等手段，将磁性颗粒散布于固态或者凝胶状的基体中，在外加磁场或零场环境中固化后形成的高弹性复合材料，具有磁场可控且可逆的变形行为，即磁致伸缩效应，并且响应速度非常快，显示出良好的磁控力学性能，其次具有制备工艺简单、价格低廉的特性。对于特定的磁流变弹性体片材，在一定范围内，随着外加磁场强度的增加，变形量逐渐增加，反之亦然，可应用于各种微驱动装置。
15.本发明采用磁流变弹性体的工作原理，提供了一种可调控双缝干涉试验仪，包括套筒2、遮光筒5、观察端6，以及设置于套筒内的光源1、单缝片3、可调双缝组件4。套筒2内设置与外部电连接的线圈，套筒2末端连接遮光筒5，遮光筒5末端设置观察端6，光源1设置于套筒2前端，单缝片3设置于光源1的光路上，可调双缝组件4设置于单缝片3后端的光路上；可调双缝组件4的双缝由一对磁流变弹性体片在套筒2线圈的电磁驱动下实现间距可调。
16.进一步地，可调双缝组件4包括一对分离设置的支撑板42、一对分离设置的玻璃板41、一遮光膜43、一对磁流变弹性体片44。支撑板42固定于套筒2内壁上，一对玻璃板41分别连接两个支撑板42的上下两端，遮光膜43固定于两个玻璃板41上且位于两个支撑板42中间，两个磁流变弹性体片44分别位于遮光膜43的两侧且一端固定于支撑板42上，两个磁流变弹性体片44和遮光膜43之间形成双缝。
17.进一步地，支撑板42相对的内壁上设置安装槽，玻璃板41和磁流变弹性体44掺入安装槽后通过螺钉于支撑板42固定。
18.进一步地，套筒2包括壳体11、一对轭铁12、一对线圈13。一对轭铁12设置于可调双缝组件4两侧的壳体11内壁上，线圈分别竖直的对称的缠绕于对应的轭铁12上。
19.优选的，线圈13的磁极长度大于磁流变弹性体篇44的长度，使磁流变弹性体片材处于均匀磁场环境中。
20.优选的，磁流变弹性体片44与双缝以及遮光膜43的高度相同。
21.优选的，支撑板42的高度高于可移动的磁流变弹性体片44的高度与双缝的高度。
22.起始时双缝之间的距离为所需要的最大值，双缝与外磁场的两极平行，在零场环境中调节双缝干涉仪的整个装置，随后不断调节线圈中的电流，引起磁流变弹性体片材的伸长，继而推动双缝向中心移动，实现双缝间距的磁场可调控特性。
23.进一步地，遮光筒5长度可调，通过改变遮光筒长度，可探究干涉条纹间距与光屏距离的关系。


技术特征：
1.一种可调控双缝干涉试验仪，其特征在于，包括套筒(2)、遮光筒(5)、观察端(6)，以及设置于套筒内的光源(1)、单缝片(3)、可调双缝组件(4)；其中套筒(2)内设置与外部电连接的线圈，套筒(2)末端连接遮光筒(5)，遮光筒(5)末端设置观察端(6)，光源(1)设置于套筒(2)前端，单缝片(3)设置于光源(1)的光路上，可调双缝组件(4)设置于单缝片(3)后端的光路上；可调双缝组件(4)的双缝由一对磁流变弹性体片在套筒(2)线圈的电磁驱动下实现间距可调。2.根据权利要求1所述的试验仪，其特征在于，可调双缝组件(4)包括一对分离设置的支撑板(42)、一对分离设置的玻璃板(41)、一遮光膜(43)、一对磁流变弹性体片(44)；其中支撑板(42)固定于套筒(2)内壁上，一对玻璃板(41)分别连接两个支撑板(42)的上下两端，遮光膜(43)固定于两个玻璃板(41)上且位于两个支撑板(42)中间，两个磁流变弹性体片(44)分别位于遮光膜(43)的两侧且一端固定于支撑板(42)上，两个磁流变弹性体片(44)和遮光膜(43)之间形成双缝。3.根据权利要求1或2所述的试验仪，其特征在于，套筒(2)包括壳体(11)、一对轭铁(12)、一对线圈(13)；其中一对轭铁(12)设置于可调双缝组件(4)两侧的壳体(11)内壁上，线圈分别竖直的对称的缠绕于对应的轭铁(12)上。4.根据权利要求3所述的试验仪，其特征在于，线圈(13)的磁极长度大于磁流变弹性体篇(44)的长度。5.根据权利要求1所述的试验仪，其特征在于，遮光筒(5)长度可调。

技术总结
本发明提供了一种可调控双缝干涉试验仪，包括套筒、遮光筒、观察端，以及设置于套筒内的光源、单缝片、可调双缝组件；套筒内设置与外部电连接的线圈，套筒末端连接遮光筒，遮光筒末端设置观察端，光源设置于套筒前端，单缝片设置于光源的光路上，可调双缝组件设置于单缝片后端的光路上；可调双缝组件的双缝由一对磁流变弹性体片在套筒线圈的电磁驱动下实现间距可调。可调。可调。


技术研发人员：尹雨
受保护的技术使用者：南京理工大学
技术研发日：2020.05.06
技术公布日：2021/11/8