[实用新型]牛顿环干涉实验远程智能教学系统

说明书

本实用新型公开了一种牛顿环干涉实验远程智能教学系统，包括用于为整个系统提供动力源的电源模块、主控单元模块、电平转换模块、动力模块、摄像模块、开关模块、实验仪器模块以及上位机，摄像模块用于采集实验仪器模块的实验数据，并将实验数据传递至主控单元模块，电平转换模块连接在主控单元模块的GPIO接口，用于将电源模块提供的电源转换至预设的电压值或电流值；动力模块在主控单元模块的控制下控制实验仪器模块进行相应的实验操作，开关模块用于控制动力模块的启动以及实验仪器模块的能源供应；上位机用于输入操作命令，主控单元模块响应于操作命令控制实验仪器模块工作；本实用新型提供的教学系统实现了牛顿环实验的智能化操作和资源共享。

技术领域

本实用新型涉及智能教学设备领域，尤其涉及一种牛顿环干涉实验远程智能教学系统。

背景技术

牛顿环实验仪是由一块曲率半径较大的平凸透镜，和一块光学平面玻璃片所组成的器件，在平凸透镜的凸面与玻璃片之间，有一空气薄层其厚度由中心接触点到边缘逐渐增大；若以平行单色光垂直照射，则经空气层上下表面反射的两束光线有一光程差，在平凸透镜凸面相遇后，将发生干涉；实验仪器主要包括用于产生牛顿环的、用于产生黄色单色光的钠光灯以及用于测量牛顿环大小的读数显微镜；传统实验中，由于实验仪器庞大沉重不变移动，实验都在固定的实验室中进行。且传统的实验教学中还面临着设备资源不足，试验场地有限等环境因素，导致学生能够实际进行实验操作的次数与时间并不多，使学生实践操作能力、研究能力、创新能力得不到良好的培养。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于解决现有技术中存在的问题，提供牛顿环干涉实验远程智能教学系统，具体技术方案如下：

一种牛顿环干涉实验远程智能教学系统，包括用于为整个系统提供动力源的电源模块，还包括主控单元模块、电平转换模块、动力模块、摄像模块、开关模块、实验仪器模块以及上位机，所述摄像模块用于采集所述实验仪器模块的实验数据，并将实验数据传递至所述主控单元模块，所述电平转换模块连接在所述主控单元模块的GPIO接口，用于将所述电源模块提供的电源转换至预设的电压值或电流值；所述动力模块在所述主控单元模块的控制下控制所述实验仪器模块进行相应的实验操作，所述开关模块用于控制所述动力模块的启动以及所述实验仪器模块的能源供应；所述上位机用于输入操作命令，所述主控单元模块响应于所述操作命令控制所述实验仪器模块工作；其中：

所述实验仪器模块包括牛顿环仪、钠光灯、读数盘、测微鼓轮、焦距调节旋钮、半反镜调节旋钮和读数显微镜，所述牛顿环仪器用于产生实验所需的牛顿环，所述钠光灯用于产生实验所需的黄色单体光，所述读数显微镜用于测量所述牛顿环大小，且通过所述摄像模块可将所述读数显微镜读取的牛顿环大小以及读数盘的数值通过所述主控单元模块传递至所述上位机；所述动力模块与所述测微鼓轮、焦距调节旋钮和半反镜调节旋钮相连，用于对所述测微鼓轮、焦距调节旋钮和半反镜调节旋钮进行实验要求的调节。

进一步的，所述上位机可以是PC机或者移动终端，且所述上位机上还设置有一控制界面，所述控制界面包括登录界面、实验选择界面、实验操作界面，用于所述教学系统的控制参数。

进一步的，所述上位机还设置有教师管理端，可对学生的实验操作以及实验记录进行评价打分。

进一步的，所述摄像模块通过USB接口连接所述主控单元模块。