[发明专利]一种演示光的偏振特性的像素拼图系统及其方法

说明书

本发明涉及一种演示光的偏振特性的像素拼图系统，包括箱体、发光源、导光板、圆偏振片、转动机构、透光板、遮光板、像素片；其中圆偏振片的直径大于导光板并覆盖在导光板之上，发光源的高度低于导光板的上边缘，导光板与圆偏振片在转动机构带动下转动形成角度变化的偏振光。在圆偏振片之上通过箱体固定放置一些偏振角度不同的方形偏振片，形成图案，可用于演示光的偏振特性。本发明还提出一种应用于本系统的演示方法，步骤合理，保证了演示的顺利进行。对比现有技术，本发明可在演示光的偏振特性时更有趣味性，有更多选择。

技术领域

本发明属于实验装置技术领域，具体涉及一种演示光的偏振特性的像素拼图系统及其方法。

背景技术

波可以分成纵波和横波，横波的传播方向和质点的振动方向垂直，波的振动方向和传播方向没有对称性，称作偏振。如果光波的光矢量的方向始终不变，只沿一个固定方向振动时，称为线偏振光。线偏振光可使普通光源发出的自然光通过一个起偏器(偏振片)，起偏后得到线偏振光。在此起偏器后平行放置一检偏振器(偏振片)，则透过光的强度会发生变化，光强变化遵从马吕斯定律，即I＝I₀cos²α。式中α是线偏振光的振动方向与检偏器的透光轴方向之间的夹角。当观察者逆光观察检偏器时，由于光强的变化会看到检偏器显示不同的灰度。

由于人的眼睛不能对光的偏振做出反应，因此要利用实验装置通过光强的变化来展现。因此设计一种有趣的实验系统来展现光的偏振特性是大学物理课堂教学过程中一个不可缺少的组成部分，它能够激发学生的学习兴趣，引起学生的学习欲望，培养学生科学实验素养，有效地培养学生的观察能力和实践动手能力。系统的设计同时需要做到结构简单，操作简便且形象有趣。目前这样的产品并不多，而且设计单调，缺乏综合趣味性。

发明内容

本发明的目的就在于为了满足背景技术中的需求，提出一种娱乐性强的演示光的偏振特性的像素拼图系统及其方法。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种演示光的偏振特性的像素拼图系统，包括箱体、发光源、导光板、圆偏振片、转动机构、透光板、遮光板、像素片；

其中箱体为一个上表面设有方形开口的不透光箱，箱体底部设有转动机构，转动机构上固定有圆形的导光板，导光板的侧面设有发光源，发光源的高度不超过导光板的上表面；

箱体的方形开口处设相对的两根滑槽，所述滑槽构成的大小与透光板、遮光板的大小均相等，滑槽的槽宽度与透光板与遮光板的厚度之和相等；

遮光板中部设有空洞，所述空洞大小不超过导光板，以保证观看时没有黑边。

所述像素片包括若干种形状一样的方形偏振片，每一种偏振角度不同，并且每一种像素片在其底部截面设有不同色彩的条纹标记；拼图时，按照条纹标记选择合适的像素片。

所述转动机构为一个由电机驱动的转动机构，所述电机由调速器控制，调速器的转速调节旋钮安装在箱体表面；

发光源通过光源亮度调节旋钮控制，光源亮度调节旋钮设于箱体表面

还包括设置于箱体外侧的电源开关，为系统总电力开关。

优选的，所述圆偏振片直径大于导光板，放置未起振光线泄漏。

优选的，所述转动机构为一个面积小于导光板的刚性圆盘，中部设有与电机轴匹配的空洞并与电机轴紧密连接，电机轴的方向为竖直方向，且电机外壳固定在箱体底部。

优选的，所述遮光板中间设有一个方形空洞，其长宽分别是像素片长宽的整数倍，可以放置像素片后不留空隙。

根据以上拼图系统的实验演示方法，包括以下步骤。

步骤1，将圆偏振片通过在边缘使用无痕胶或者热熔胶固定到导光板上，中心对齐；