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政治家运动演示仪的设计与制作

发布时间:2014/4/27 8:59:05   阅读:

一、布朗运动演示仪的设计思想

根据前面的分析,笔者设计制作了一款结构简单的布朗运动演示仪。图1为该装置设计的简图。液滴发生器中的液体含有杂质,且杂质十分细微,在无外界干扰的情况下,其运动情况肉眼根本无法直接观察到(它的运动形式为布朗运动)。球形的液珠由液滴发生器上的细针管产生,它本身就是一个具有放大功能的物体。

当一束有色的平行光透过液珠时,由于液珠中的杂质十分细微,将会发生夫琅禾费衍射,利用液珠的放大功能可将这种衍射的图样投影在光屏上,就能看见杂质的布朗运动情况了。实践证明,激光的相干性好,亮度大,而且带有颜色,正好可以满足上述条件。该演示仪中的激光笔由固定夹固定在升降底座上;利用升降底座便于调节激光和液珠之间的高度,使其在同一直线上;液滴发生器是用磨平了针头的注射器实现的,支架是用废旧的木料制成的。

二、使用方法

图2显示的是已制成的布朗运动演示仪实物,它可和设计简图相对应。1.将激光笔通过固定夹固定在可升降的底座上。2.液滴发生器由固定夹置于支架上,在支架的后方设置一光屏,从而形成仪器的总体框架。3.调节液滴发生器(注射器),使得其底端的细针管产生较大的液珠。4.打开激光笔的开关,调节激光笔以及可升降的底座,使得激光笔发出的激光可以照在液珠发生器产生的液珠中心上,从而利用液珠的放大功能将液珠中杂质的布朗运动情况投射在屏幕上,以供观察。

三、使用效果

该演示仪通过激光笔产生的激光照射在有杂质的小液珠上产生衍射现象,利用小液珠的放大功能将小液珠中杂质的布朗运动情况投影在光屏上。与传统的布朗运动演示仪相比,它的结构没有那么复杂,方便携带,操作简单,成本低廉,更重要的是演示时可供多人同时观看。若将液滴发生器换成光栅,则该演示仪也可改成光的衍射演示仪,进而演示光的衍射现象。因此,它是一款多功能的自制教学演示仪器。

作者:李阳杨正波单位:湖北文理学院物理与电子工程学院

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