[实用新型]布朗运动观察仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种物理教学观察仪，尤其是指一种用于演示布朗运动的教学观察仪。

背景技术

在中学物理教学中，需要向学生演示微小粒子的无规则运动即布朗运动现象，传统的做法是在液体中加入花粉等微小粒子，然后在高倍显微镜下观察。实验需要非常微小轻巧的粉末状颗粒，使其悬浮在液体中，并且需要十分小心的排除其它干扰因素，因此实现起来并不容易。有一种做法是通过将密闭空间内的烟雾照亮，并利用显微镜观察散射着灯光的烟雾粒子。此方法由于采用传统光源照明，光源发热量与照明强度成为一对矛盾。提高照明强度使光源发热量增大，过高的温度造成密闭空间内气体对流，观察时对流引起的烟尘微粒整体定向移动对布朗运动的观察造成严重干扰，为减小对流而降低照明强度则对观察效果带来不利影响。

为此教学实践中迫切需要一种适合教学环境的，效果良好操作简便的布朗运动教学观察仪。

发明内容

本实用新型的目的在于设计一种用于演示布朗运动的教学观察仪，该观察仪可以适用于常规的教学环境，从而可以使学生和教师使用普通的显微镜方便的观察到布朗运动现象。

按照本实用新型提供的技术方案，在激光光源的发射端前面设置用于形成扇形光束的透镜，在透镜的出射端前面设置用于存放演示介质的密闭容器，闭容器的上端面设置用于观察密闭容器内的布朗运动现象的观察窗口；所述观察窗口由透明材料制作；所述扇形光束能够进入密闭容器内的演示介质中。

在密闭容器的上端设置可开启和闭合的盖，所述观察窗口设置于所述盖上。所述激光光源发出细的激光光束。所述激光光源是一种能够发出准直后的激光光束的半导体激光光源；所述透镜为柱透镜，所述柱透镜的轴线垂直于扇形光束的平面。所述密闭容器由透明材料制作。

本实用新型的优点是：采用波长单一且发热量低的小功率半导体激光作为实验器的照明光源，避免了光源热辐射造成被观察烟雾的对流，体积小巧，明亮醒目，效果良好。可以采用电池供电而不必使用外接电源，安全、方便。

附图说明

图1布朗运动的教学观察仪原理图。

具体实施方式

如图所示：在激光光源1的发射端前面设置用于形成扇形光束6的透镜2，在透镜2的出射端前面设置用于存放演示介质的密闭容器4，在密闭容器4的上端面设置用于观察密闭容器4内的布朗运动现象的观察窗口3；所述观察窗口3由透明材料制作；所述扇形光束6能够进入密闭容器4内的演示介质中。

在密闭容器4的上端设置可开启和闭合的盖，所述观察窗口3设置于所述盖上。所述激光光源1发出细的激光光束7。所述激光光源1是一种能够发出准直后的激光光束7的半导体激光光源；所述透镜2为柱透镜，所述柱透镜的轴线垂直于扇形光束6的平面。所述密闭容器4由透明材料制作。

激光光源1发出一束细的激光光束7，进入柱透镜，由柱透镜将激光光束7展宽为扇形光束6，再照射到存放有烟雾的透明的密闭容器4内，扇形光束6将密闭容器4中的烟雾的一个层面照亮。被照亮的烟尘微粒发出明亮的散射光，实验人员用显微镜通过观察窗口3观察，即可看到被照亮的微粒形成的光点无序运功的景象。

所述激光光源1可采用红色、绿色等不同颜色的种类，采用绿色激光会有更为舒适的视觉感受和明亮的感觉。

所述柱透镜可简单的采用透明材料制成的圆柱体或者更为复杂的柱透镜设计，以尽可能照亮整个视场并尽量提高光能利用率。

存放和观察烟雾的密闭容器4可以开有注入烟雾的开口，开口处有密封装置，以免烟雾泄漏和流动而影响实验效果。