投影式多項物理教學(xué)演示儀的制作方法

專利名稱：投影式多項物理教學(xué)演示儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種物理教學(xué)用演示儀器。
目前，在物理教學(xué)中，光電效應(yīng)、熱輻射和壓電現(xiàn)象等方面尚缺可用于大教室數(shù)百名學(xué)生可以方便的觀看物理教學(xué)演示的專門儀器，僅有一些簡單裝置。這些裝置僅適于近距離小范圍觀看，并且效果不明顯。有些物理現(xiàn)象和定律不能演示，因而無法全面體現(xiàn)教學(xué)思想。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種物理教學(xué)用演示儀器，可以將光電效應(yīng)，熱輻射和壓電現(xiàn)象等多項教學(xué)演示在同一儀器上完成，并將物理現(xiàn)象和規(guī)律通過He－Ne激光投影于大屏幕或墻壁上。
本實(shí)用新型是以如下方式實(shí)現(xiàn)的，附圖
是投影式多項物理教學(xué)演示儀的結(jié)構(gòu)圖。將帶有反光鏡［11］的電磁偏轉(zhuǎn)線圈［8］置于兩異性磁極［9］和［10］之間，線圈［8］的輸入端［1］和［2］通過開關(guān)［17］分別與熱電偶［5］，壓電陶瓷片［6］，光電管［7］和硅光電池片［16］的兩端相連接，線圈［8］通過金屬絲［3］，［4］和［15］固定在兩支架［13］和［14］上，金屬絲［3］和［4］分別與線圈［8］及其兩輸入端［1］和［2］連接，反光鏡［11］連接于金屬絲［4］和［15］之間，反光鏡［11］將接收到的入射He－Ne的激光束［12］投射到屏幕或墻壁上。當(dāng)線圈輸入端的［13］和［2］通過開關(guān)［17］分別與熱電偶［5］、壓電陶瓷片［6］或光電管［7］等器件中的任一器件的兩輸出端連接以后，由這些器件產(chǎn)生的微弱電流就足以引起線圈［8］的偏轉(zhuǎn)，并同時帶動反光鏡［11］產(chǎn)生相應(yīng)的偏轉(zhuǎn)。反光鏡［11］的偏轉(zhuǎn)就會使He－Ne激光束［12］投射到屏幕或墻壁上的光點(diǎn)的位置發(fā)生大尺度的移動，從而將物理現(xiàn)象顯示出來。
該儀器可以方便地演示下列定律和現(xiàn)象。
(1)光電效應(yīng)。
將光電管的兩輸出端分別與線圈的兩輸入端相聯(lián)接。當(dāng)用較弱的普通白光照射光電管，便可產(chǎn)生光電流，從而引起線圈和激光束的偏轉(zhuǎn)。
(2)壓電現(xiàn)象將壓電陶瓷片的兩輸出端分別與線圈的兩輸入端相連接。當(dāng)在該壓電陶瓷片兩表面間施加機(jī)械壓力時，便會在回路中產(chǎn)生電流，從而引起線圈和激光束的偏轉(zhuǎn)。
(3)溫度將熱電偶的兩輸出端分別與線圈的兩輸入端相聯(lián)接。當(dāng)將溫度較高的物體移近熱電偶后，會引起熱電偶測溫節(jié)溫度升高，并在回路中產(chǎn)生溫差電流，從而引起線圈和激光束的偏轉(zhuǎn)。通過偏轉(zhuǎn)幅度的大小指示出溫度的高低。
(4)物體的熱吸收現(xiàn)象將熱電偶的兩輸出端分別與線圈的兩輸入端相聯(lián)接，并將熱電偶測溫節(jié)點(diǎn)一面涂成黑色，另一面涂成白色。當(dāng)測溫節(jié)黑面和白面分別面向距離和溫度不變的較高溫度的物體時，會分別引起測溫節(jié)較高和較低的溫升，并分別在回路中產(chǎn)生較強(qiáng)和較弱的電流，從而使線圈與激光束分別產(chǎn)生較大和較小的偏轉(zhuǎn)，顯示出黑色物體比白體的熱吸收本領(lǐng)大。
(5)斯忒藩——玻耳茲曼定律將熱電偶兩輸出端分別與線圈的兩輸入端連接。當(dāng)把熱電偶移到一個溫度較高的物體附近后，會引起線圈和激光束的偏轉(zhuǎn)。隨著物體溫度的降低，激光束向相反方向偏轉(zhuǎn)。從而顯示出物體溫度高?？傒椛浔绢I(lǐng)大，溫度低，總輻射本領(lǐng)小。
(6)輻射高溫溫度計操作方法同(3)當(dāng)把熱電偶對向不可接觸的高溫物體(如太陽)時，會引起激光束的偏轉(zhuǎn)。若事先定標(biāo)，激光束偏轉(zhuǎn)的大小就會指示出物體的溫度高低。
(7)太陽能發(fā)電將硅光電池片的兩輸出端分別和線圈的兩輸入端聯(lián)接。當(dāng)用較弱的太陽光或燈光照射硅光電池片上，便可在回路中產(chǎn)生電流，從而引起線圈和激光束的偏轉(zhuǎn)。
該儀器的主要技術(shù)指標(biāo)。
(1)電磁偏轉(zhuǎn)部分靈每度≤10－9A(2)熱電偶測溫銅－康銅熱電偶的測溫范圍為－270℃－400℃。
(3)光電管GDB－1型光電管適用光波長為3000
－6000
，最佳波長為4600
(4)He－Ne激光器輸出激光波長6328
，輸出功率0.5－2.5mW。
該儀器工作穩(wěn)定，靈敏度高，對使用條件無過高要求，可用于一般教學(xué)環(huán)境，能將光電效應(yīng)，熱輻射和壓電現(xiàn)象等現(xiàn)象和規(guī)律通過He－Ne激光在屏幕或墻壁上顯示出來，可供數(shù)百人同時觀看，提高教學(xué)效果。
權(quán)利要求1.一種投影式多項物理教學(xué)演示儀其特征是在帶有反光鏡[11]的電磁偏轉(zhuǎn)線圈[8]置于兩異性磁極[9]和[10]之間，線圈[8]的輸入端[1]和[2]通過開關(guān)[17]分別與熱電偶[5]、壓電陶瓷片[6]，光電管[7]和硅光電池片[16]的兩輸出端相聯(lián)接，線圈[8]通過金屬絲[3]、[4]和[15]固定在兩支架[13]和[14]上，金屬絲[3]和[4]分別與線圈[8]及其兩輸入端[1]和[2]連接，反光鏡[11]連接于金屬絲[4]和[15]之間。
2.按照權(quán)利要求1所述的投影式多項教學(xué)演示儀其特征是反光鏡［11］接收到入射的He－Ne激光束［12］并將其反射到屏幕或墻壁上。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種物理教學(xué)用的演示儀器。
在物理教學(xué)中，光電效應(yīng)和熱輻射等內(nèi)容目前還沒有專門的演示儀，該儀器是用一個帶有反光鏡的電磁偏轉(zhuǎn)線圈，配以He—Ne激光器、光電管、壓電陶瓷片，熱電偶和硅光電池片等器件構(gòu)成的，并通過反射鏡將激光投影到屏幕或墻壁上。該儀器工作穩(wěn)定，靈敏度高對使用條件無過高要求，可用于一般教學(xué)環(huán)境，可將多種物理現(xiàn)象和規(guī)律通過He-Ne激光在屏幕或墻壁上顯示出來，可供數(shù)百人同時觀看，提高教學(xué)效果。
文檔編號G09B23/00GK2170554SQ9324252
公開日1994年6月29日 申請日期1993年10月19日 優(yōu)先權(quán)日1993年10月19日
發(fā)明者顧洪恩 申請人:天津大學(xué)