[发明专利]光杠杆测量装置

说明书

本发明公开了一种光杠杆测量装置，属于物理实验仪器技术领域，包括底板、顶板、激光器、相互平行的两反光镜、反射镜、连接架、支撑脚、带有刻度的显示屏和支座；所述支座固定安装在一所述反光镜上，所述连接架与所述支座之间设有水平轴，所述连接架一端固定连接反射镜，另一端固定连接所述支撑脚，当所述支撑脚沿竖向移动时，所述连接架可绕所述水平轴转动；所述激光器靠近另一所述反光镜设置，所述激光器发出的光经过所述反射镜反射后，其光路在所述底板上的投影与所述反光镜在所述底板上的投影的夹角为锐角。本发明操作和读数方便，且能够观察物体长度变化时读数的变化的过程；测量效率高；占用空间小，有利于提高实验室的空间利用率。

技术领域

本发明属于物理实验仪器技术领域，尤其涉及一种光杠杆测量装置。

背景技术

在各种科学实验中经常需要测量长度的微小改变量，比如用拉伸法测量材料的杨氏模量就是其中常见的一种，传统的拉伸法测定金属杨氏模量是采用光杠杆原理，将金属丝受拉力作用下的微小伸长量通过镜面光杠杆放大，并通过置于远处的望远镜和标尺进行观测。

但是，上述的光杠杆的测量方式存在以下缺点：

一、光杠杆的放大的倍数偏小。光杠杆的放大倍率是与镜面与标尺的距离成正比的，镜面与标尺的距离越大，光杠杆的放大倍率越大，测量精度越高，但是由于大学的实验室的空间有限，一般距离也就是一到两米，这样直径0.3mm左右的钢丝，在一牛顿力的作用下，最终在标尺上的读数变化只有半毫米左右，测量精度不高。

二、操作和读数不方便，杨氏模量测量仪调整拉力参数和观察标尺数值在不同的位置，实验人员需要在两端来回移动，影响实验效率，并且不能观察拉力变化时读数的变化的过程。

三、望远镜调节困难，需要很长的时间来调节望远镜从而使标尺在望远镜中呈现清晰的像，甚至调节望远镜的时间远远大于具体测量的时间。

四、占用实验室空间大，不利于提高实验室的利用效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种光杠杆测量装置，测量精度高；操作和读数方便，且能够观察物体长度变化时读数的变化的过程；测量效率高；占用空间小，有利于提高实验室的空间利用率。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：光杠杆测量装置，包括底板、顶板、激光器、相互平行的两反光镜、反射镜、连接架、支撑脚、带有刻度的显示屏和支座，两所述反光镜和所述显示屏均沿竖向设置在所述底板上，所述顶板设置在两所述反光镜的顶部之间，两所述反光镜的反光面相对设置；

所述支座固定安装在一所述反光镜上，所述连接架与所述支座之间设有水平轴，所述连接架一端固定连接反射镜，另一端固定连接所述支撑脚，所述支撑脚和所述反射镜分别位于所述反光镜的两侧，所述反射镜与所述反光镜的反光面位于相同的一侧，当所述支撑脚沿竖向移动时，所述连接架可绕所述水平轴转动；

所述激光器靠近另一所述反光镜设置，所述激光器发出的光经过所述反射镜反射后，其光路在所述底板上的投影与所述反光镜在所述底板上的投影的夹角为锐角；

所述激光器发出的光到所述反射镜，所述反射镜再反射激光到所述反光镜并在两所述反光镜之间来回反射形成光路，所述显示屏设置在所述光路的末端。

作为一种改进，所述显示屏与所述反光镜之间的所述光路上设有激光显示位置调节镜，所述激光显示位置调节镜沿竖向设置在所述顶板上，激光在经所述反光镜最后一次反射后，经过所述激光显示位置调节镜，所述激光显示位置调节镜将激光反射到所述显示屏上。

作为进一步的改进，所述激光显示位置调节镜的反射面为平面，所述激光显示位置调节镜和所述显示屏之间的所述光路上还设有激光一字显示镜，所述激光一字显示镜对激光光束进行水平展宽。

作为进一步的改进，所述激光一字显示镜为鲍威尔一字线透镜。