專利名稱：旋光現(xiàn)象演示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種教學演示裝置，具體地說，涉及的是一種旋光現(xiàn)象演示裝置。
背景技術(shù)：
旋光現(xiàn)象是偏振光的一個重要屬性。然而，要想觀察到這個現(xiàn)象，并且有很好的效 果，卻不是很容易的。而且，光學的內(nèi)容現(xiàn)在中學課本中涉及較少，這是一個很好的補充內(nèi) 容的科普手段，能夠提高學生學習物理的興趣。單色平行線偏振光通過盛有糖溶液、帶有平行平面窗口的玻璃管，透射出來的光 的振動面會以光線為軸轉(zhuǎn)過一定的角度，這種現(xiàn)象叫光的旋光效應(yīng)。能夠產(chǎn)生旋光效應(yīng)的 物質(zhì)稱為旋光物質(zhì)，葡萄糖溶液就是一種典型的旋光物質(zhì)。實驗表明，單色線偏振光的振動 面轉(zhuǎn)過的角度Ap與所經(jīng)過的溶液的長度L、溶液的濃度C成正比，即式中a是與 波長有關(guān)的比例系數(shù)。由于a與波長有關(guān)，因此，對于不同波長的線偏振光，通過相同長度 的糖溶液后，光振動方向轉(zhuǎn)過的角度不同。實驗表明，波長越短的光轉(zhuǎn)過的角度越大，物質(zhì) 的旋光本領(lǐng)隨波長變化的現(xiàn)象叫旋光色散。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，提供一種旋光現(xiàn)象演示裝置，能 夠清楚的演示旋光現(xiàn)象，提高學生們學習物理的興趣，以及培養(yǎng)他們進行科學觀察的能力。為實現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明所述的旋光現(xiàn)象演示裝置，包括光源、起偏鏡、第一光 闌、玻璃管、檢偏鏡、第二光闌、透鏡以及觀察屏。所述玻璃管兩端封閉且裝滿糖溶液，所述 光源、起偏鏡、第一光闌、玻璃管、檢偏鏡、第二光闌和透鏡水平共軸設(shè)置，并且按照從前到 后的順序依次排列，其中光源發(fā)出光線，經(jīng)起偏鏡和第一光闌后，平行的線偏振光進入玻 璃管后，從玻璃管端面出射的光變成一束平行光，再經(jīng)檢偏鏡、第二光闌到達透鏡，最后經(jīng) 透鏡成像到觀察屏上。進一步的，所述起偏鏡和檢偏鏡的透光方向放在相互正交的位置，兩端封閉且裝 滿糖溶液的玻璃管放在起偏鏡和檢偏鏡光路中，使玻璃管保持水平且與透鏡、偏振片(即 起偏鏡、檢偏鏡)和兩個光闌的中心共軸，以使光線能沿著玻璃管的軸線通過。進一步的，所述第一光闌后設(shè)有濾光片，或者在所述第二光闌后設(shè)有濾光片。進一步的，為減少雜光對演示效果的影響，盡量縮短偏振片、光闌、濾色片與玻璃 管兩端口的距離，移動透鏡，使從玻璃管端面出射的光變成一束平行光。將觀察屏放在距離 第二光闌約為lm遠的地方，調(diào)節(jié)透鏡與第二光闌之問的距離，使第二光闌在觀察屏上成的 像最清晰。本發(fā)明中，旋轉(zhuǎn)檢偏鏡的角度，觀察屏幕上明暗變化情況。更換不同中心波長的單 色濾光片，觀察糖溶液對各種不同波長的旋光本領(lǐng)。取下單色濾光片，旋轉(zhuǎn)檢偏鏡觀察屏幕 上色彩變化。當白色平行線偏振光通過糖溶液透射出來再經(jīng)過偏振片(檢偏鏡)后，白光 就變成了彩色光，當檢偏鏡繞光軸旋轉(zhuǎn)時，觀察屏屏幕上的色彩也隨著變化。偏振光通過糖溶液后，光振動方向轉(zhuǎn)過的角度還與光通過糖溶液的距離有關(guān)。若將白光從盛有糖溶液的 玻璃管的一個端面射入，由于糖溶液中雜質(zhì)的散射，在管的側(cè)面就有可能看到“螺旋彩虹” 現(xiàn)象。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，能夠很好的演示旋光現(xiàn)象，提高學生的學習興趣和理 解能力，增強他們的科學觀察能力。


圖1為本發(fā)明一實施例結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1為光源，2為起偏鏡，3為第一光闌，4為玻璃管，5為檢偏鏡，6為第二光闌， 7為透鏡，8為觀察屏。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步的解釋，但是以下的內(nèi)容不 用于限定本發(fā)明的保護范圍。如圖1所示，本實施例提供一種旋光現(xiàn)象演示裝置，包括光源1、起偏鏡2、第一光 闌3、玻璃管4、檢偏鏡5、第二光闌6、透鏡7以及觀察屏8。所述玻璃管4兩端封閉且裝滿 糖溶液，所述光源1、起偏鏡2、第一光闌3、玻璃管4、檢偏鏡5、第二光闌6和透鏡7水平共 軸設(shè)置，并且按照從前到后的順序依次排列，其中光源1發(fā)出光線，經(jīng)起偏鏡2和第一光闌 3后，平行的線偏振光進入玻璃管4后，從玻璃管4端面出射的光變成一束平行光，再經(jīng)檢偏 鏡5、第二光闌6到達透鏡7，最后經(jīng)透鏡7成像到觀察屏8上。本實施例進行演示時，按照以下步驟進行1、溶液的旋光現(xiàn)象及旋光色散現(xiàn)象(1)先使起偏鏡2和檢偏鏡5的透光方向放在相互正交的位置，然后將裝滿糖溶液 的玻璃管4放在光路中(兩端封閉)，使玻璃管4保持水平且與透鏡7、偏振片和光闌3、6 的中心共軸，以使光線能沿著玻璃管4的軸線通過。檢偏鏡5與第二光闌6后設(shè)有濾光片。 為減少雜光對演示效果的影響，盡量縮短檢偏鏡5、第二光闌6、濾光片與玻璃管4兩端口的 距離，移動透鏡7，使從玻璃管4端面出射的光變成一束平行光。將觀察屏8放在距離第二 光闌6約為lm遠的地方，調(diào)節(jié)透鏡與第二光闌之間的距離，使第二光闌在觀察屏幕上成的 像最清晰。(2)旋轉(zhuǎn)檢偏鏡5的角度，觀察屏幕上明暗變化情況。更換不同中心波長的單色濾 光片，觀察糖溶液對各種不同波長的旋光本領(lǐng)。(3)取下單色濾光片，旋轉(zhuǎn)P2觀察屏幕上色彩變化。2、觀察糖溶液的“螺旋彩虹”現(xiàn)象(功能拓展)(1)將配制好的未經(jīng)過濾的糖溶液灌滿玻璃管4，注意排出玻璃管4溶液中的氣 泡。糖融化時一定會發(fā)生輕微的渾濁，不濾掉這些雜質(zhì)，反而會促進光的色散，便于觀察“螺 旋彩虹”現(xiàn)象。(2)調(diào)節(jié)透鏡7的位置，使一束平行的線偏振光射入糖溶液的玻璃管4中，改變第 一光闌的孔徑，使光束的寬度大約等于玻璃管4的寬度，這樣才能觀察到好的效果。(3)先用單色光照射玻璃管4，把濾光片放在第一光闌3的后面，玻璃管4中的糖溶液就現(xiàn)出帶色的螺旋線。更換濾光片，螺旋線的螺距也隨著改變。然后取下濾光片，以白 光照射玻璃管4，這時在玻璃管4的正側(cè)面就會看到彩色的螺旋線，稱為“螺旋彩虹”。旋轉(zhuǎn) 起偏鏡2，彩色的螺旋線也隨著轉(zhuǎn)動。若通過檢偏鏡5從玻璃管4側(cè)面觀察時，可以看到更 清晰的“螺旋彩虹”，轉(zhuǎn)動檢偏鏡5，能夠使“螺旋彩虹”看去好像在“擰入”和“擰出”。
由以上的實施例可以看出，當白色平行線偏振光通過糖溶液透射出來再經(jīng)過偏振 片(檢偏鏡)后，白光就變成了彩色光，當檢偏鏡繞光軸旋轉(zhuǎn)時，觀察屏屏幕上的色彩也隨 著變化。偏振光通過糖溶液后，光振動方向轉(zhuǎn)過的角度還與光通過糖溶液的距離有關(guān)。若 將白光從盛有糖溶液的玻璃管的一個端面射入，由于糖溶液中雜質(zhì)的散射，在管的側(cè)面就 有可能看到“螺旋彩虹”現(xiàn)象。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，能夠很好的演示旋光現(xiàn)象，提高 學生的學習興趣和理解能力，增強他們的科學觀察能力。
權(quán)利要求
一種旋光現(xiàn)象演示裝置，其特征在于包括光源、起偏鏡、第一光闌、玻璃管、檢偏鏡、第二光闌、透鏡以及觀察屏；所述玻璃管兩端封閉且裝滿糖溶液，所述光源、起偏鏡、第一光闌、玻璃管、檢偏鏡、第二光闌和透鏡水平共軸設(shè)置，并且按照從前到后的順序依次排列，其中光源發(fā)出光線，經(jīng)起偏鏡和第一光闌后，平行的線偏振光進入玻璃管后，從玻璃管端面出射的光變成一束平行光，再經(jīng)檢偏鏡、第二光闌到達透鏡，最后經(jīng)透鏡成像到觀察屏上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋光現(xiàn)象演示裝置，其特征在于所述起偏鏡和檢偏鏡的透 光方向放在相互正交的位置，兩端封閉且裝滿糖溶液的玻璃管放在起偏鏡和檢偏鏡光路 中，使玻璃管保持水平且與透鏡、起偏鏡、檢偏鏡和兩個光闌的中心共軸，以使光線能沿著 玻璃管的軸線通過。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋光現(xiàn)象演示裝置，其特征在于所述第一光闌后設(shè)有濾光 片，或者在所述第二光闌后設(shè)有濾光片。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋光現(xiàn)象演示裝置，其特征在于所述偏振片、光闌、濾色片 與玻璃管兩端口的距離盡量縮小，移動透鏡，使從玻璃管端面出射的光變成一束平行光。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋光現(xiàn)象演示裝置，其特征在于將觀察屏放在距離第二光 闌約為Im遠的地方，調(diào)節(jié)透鏡與第二光闌之問的距離，使第二光闌在觀察屏上成的像最清 晰。
全文摘要
本發(fā)明公開一種旋光現(xiàn)象演示裝置，包括光源、起偏鏡、第一光闌、玻璃管、檢偏鏡、第二光闌、透鏡以及觀察屏；所述玻璃管兩端封閉且裝滿糖溶液，所述光源、起偏鏡、第一光闌、玻璃管、檢偏鏡、第二光闌和透鏡水平共軸設(shè)置，并且按照從前到后的順序依次排列，其中光源發(fā)出光線，經(jīng)起偏鏡和第一光闌后，平行的線偏振光進入玻璃管后，從玻璃管端面出射的光變成一束平行光，再經(jīng)檢偏鏡、第二光闌到達透鏡，最后經(jīng)透鏡成像到觀察屏上。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，能夠很好的演示旋光現(xiàn)象，提高學生的學習興趣和理解能力，增強他們的科學觀察能力。
文檔編號G09B23/22GK101853597SQ20101015958
公開日2010年10月6日 申請日期2010年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月27日
發(fā)明者歸鼎 申請人:上海市莘格高級中學