[发明专利]一种马吕斯定律演示装置

说明书

本发明公开了一种马吕斯定律演示装置，涉及教学实验技术领域。本发明包括仪器箱体、检偏器、数字显示屏、照度仪、转轴、转动盘、LED灯、起偏器和电源，仪器箱体顶面连接有检偏器，检偏器与照度仪贴合，照度仪与数字显示屏电性连接，转轴设置在仪器箱体内部底面，转轴顶面与转动盘连接，转动盘上表面连接有灯盒和电源，灯盒内设置有LED灯，LED灯与电源电性连接，电源设置在灯盒一侧，灯盒顶部设置有起偏器。本发明通过设置检偏器和起偏器，可以任意调节检偏器和起偏器的透光轴夹角；通过数字照度仪定量显示透过的光强大小，实验现象通过数字定量，更加直观形象，便于提高学生的学习兴趣和学习欲望。

技术领域

本发明属于教学实验技术领域，特别是涉及一种马吕斯定律演示装置。

背景技术

光是一种特殊的电磁波，光波中光矢量的振动方向总是和光的传播方向垂直，因此光波具有横波性。当一束光波通过一个偏振片后，透过的光就成为光振动方向平行于该透光轴方向的线偏振光。如果入射线偏振光的光强为I₀,透过检偏器后，透射光的光强I为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，这就是马吕斯定律。

现代的测量技术中，数字照度仪可以精确测量光的强度，测量范围在0.01-20000流明。因此，利用数字照度仪作为测量工具，测量不同夹角下的透光强度，通过数值的变化演示马吕斯定律。

目前，在教学中，马吕斯定律在书本上无法直观地表现，仅通过课本的介绍，内容较为枯燥，不利于激发学生的学习兴趣，学生的学习效率较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种马吕斯定律演示装置，通过设计一套线偏振光的产生和光强测量装置，通过数值的变化定量显示马吕斯定律。让学生深切的体会马吕斯定律的物理含义，促加深学生对理论的理解。把抽象的物理定律用形象的实验进行展示以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。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为一种马吕斯定律演示装置，包括仪器箱体、检偏器、数字显示屏、照度仪、转轴、转动盘、LED灯、起偏器和电源，所述仪器箱体为圆形盒体结构，所述仪器腔体顶面设置有圆形开窗，所述检偏器设置在圆形开窗内，所述仪器箱体顶面与照度仪连接，所述照度仪与数字显示屏电性连接，且照度仪的检测窗口与检偏器贴合，光线经过检偏器后被照度仪检测，并通过数字显示器显示照度仪检测到的光线强度；

所述仪器箱体内部底面的圆心出与转轴连接；所述转轴顶面与转动盘连接，所述转动盘为圆形盘体结构，所述转动盘的周侧面嵌套有起偏转台，通过拨动起偏转台带动转动盘在转轴上旋转，且起偏转台表面贴合有刻度盘，通过刻度盘显示转动的角度，更方便展示马吕斯定律的实验情况，所述转动盘上表面连接有灯盒，所述灯盒为圆形筒体结构，所述LED灯安装在灯盒内，所述灯盒上表面覆盖有起偏器，所述电源设置在转动盘上表面，且位于灯盒一侧，所述电源与LED灯电性连接，通过灯盒将灯盒内LED灯所发出的光遮蔽，防止影响照度仪检测的准确性；起偏器将灯盒内的LED灯所发射出的光线选择性通过，当光线从灯盒内发出的偏振方向一致，更加便于验证马吕斯定律，减少其他偏振方向光线的干扰。

所述仪器箱体侧面设置有读数窗口，所述读数窗口中间竖直设置有准线，通过准线和刻度盘的相互配合，确定光线的偏振夹角。

进一步地，所述刻度盘表面刻蚀有角度刻度。

进一步地，所述检偏器和起偏器均为偏振片，且当所述刻度盘上的“0”刻度与准线重合时，所述检偏器与起偏器的透光轴平行。

进一步地，所述演示装置还包括红外遥控器，所述红外遥控器与电源通信连接，通过红外遥控器控制电源，并通过电源控制LED灯点亮或关闭。