[发明专利]一种电容式双棱镜干涉实验测量装置

说明书

本发明公开了一种电容式双棱镜干涉实验测量装置，包括激光器、第一凸透镜、位移处理显示系统、电容器、光电探测器、滑座、第二凸透镜、轨道和双棱镜；所述激光器、第一凸透镜、双棱镜、第二凸透镜和光电探测器五个光学元件依次排列在轨道上，并处于同一光轴线上；所述轨道上划分有刻度线；所述电容器中的一个电容极板与光电探测器连接，调节光电探测器时带动与其连接的电容极板一同位移，两个电容极板正对面积发生变化，引起电容量变化；所述位移处理显示系统与电容器连接，将电容量的变化转化为光电探测器的位移数值显示出来。本发明可以使得光路共轴调节直观可见，也使得测量干涉条纹间距更方便和准确。

技术领域

本发明涉及一种光学实验测量仪器，具体是一种电容式双棱镜干涉实验测量装置。

背景技术

现有双棱镜干涉实验可以测量光波波长，相关公式为，ΔX为相邻干涉条纹间距离，d为两虚光源间距离，D为虚光源到接收屏距离。实验中要调节各元件同轴等高，要记录各元件相对位置。传统实验装置是采用人眼粗略校对调整光路共轴，不够方便和直观；传统滑块横向调节功能容易损坏；暗光条件下，记录元件刻度位置也有一定的不便；且靠人工读数方法记录干涉条纹的相对位置，进而计算得到ΔX，但仪器上所使用的记录光电探测器位移的一维滑座系统，因长期使用，尺刻度磨损或主副尺位置偏差，导致读数容易出错，最后导致实验结果偏差很大。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种电容式双棱镜干涉实验测量装置，自动完成对光电元件位移的测量，即实现对ΔX的测量，使得共轴调节更方便和更直观可见。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种包括激光器、第一凸透镜、位移处理显示系统、电容器、光电探测器、滑座、第二凸透镜、轨道和双棱镜；

所述激光器、第一凸透镜、双棱镜、第二凸透镜和光电探测器五个光学元件依次排列在轨道上，并处于同一光轴线上，所述轨道上划分有刻度线；所述激光器、第一凸透镜、双棱镜、第二凸透镜下端分别通过一支撑杆固定在一滑块上，每个滑块都横嵌在轨道上，能够在轨道上横向移动并通过紧固螺丝固定相对位置；所述光电探测器通过一支撑杆连接在滑座内的丝杠上，所述滑座设置有丝杆并配有调节旋钮，扭动调节旋钮转动丝杆，使光电探测器垂直于轨道纵向移动；所述滑座横嵌在轨道上，能够在轨道上横向移动并通过滑座固定螺丝固定相对位置；所述电容器中的一个电容极板与光电探测器连接，移动光电探测器时带动与其连接的电容极板一同位移，两个电容极板正对面积发生变化，引起电容量变化；所述位移处理显示系统与电容器连接，将电容量的变化转化为光电探测器的位移数值显示出来；

电容量的变化和光电探测器位移，之间的关系如下：

式中：ΔX为光电探测器的位移；：相对介电常数；k：静电力常量；d是两个电容极的间距；b是电容极板的宽度；C₁-C₂ 为电容的变化量。

采用上述技术方案的有益效果是：相比较现有技术肉眼读刻度尺计数的方法，本发明采用电容器中其中一个极板与光电探测器相连，移动光电探测器时使得两块极板正对面积发生变化，电容量即发生变化；位移处理显示系统接收处理电容器上信号，转换出光电探测器的位移数值并显示出来，从而测得干涉条纹间距，本发明可以使得光路共轴调节直观可见，实现对干涉条纹间距的自动测量，也使得测量干涉条纹间距更方便和准确。

本发明进一步的，所述支撑杆为伸缩杆，伸缩杆上配有禁锢螺丝。

采用上述技术方案的有益效果是：支撑杆采用伸缩杆设计，可方便高度调节。

本发明进一步的，所述激光器上设有面罩，所述面罩为白色不透光罩子，大小与激光器适配，面罩中心有通光小孔。

采用上述技术方案的有益效果是：用于光路共轴调节时限制出光光束，并接收反射光束供观察共轴。