[实用新型]气体分子速率分布演示仪

说明书

本实用新型是一种气体分子速率分布演示仪，属于物理教学仪器。

处于平衡态的气体分子，其热运动的速率分布服从统计规律，在教学中，为了帮助学生理解气体的这一性质，多年来沿用了著名的加尔顿板演示，其原理和构造是：在一个扁的长方形盒内，上部无序地钉一些钉子，下部分隔成一些等间隔的格，用一定量的豆子自上口倒入盒内时，由于豆与钉、豆与豆间的相互碰撞使豆子落点的分布基本服从统计规律，这样，豆子在盒下部格内堆积的不同高度所形成的曲线就与气体分子速率分布曲线相似，从而达到演示目的。

加尔顿板演示虽然能大致反映气体分子速率分布规律，但是它还不够准确，不能体现气体温度不同时分子最可几速率不同的性质，由于演示板小，受场地所限也不能清晰地观察演示实验过程。

本实用新型的目的在于克服上述加尔顿板演示的不足之处而提供一种能准确反映气体分子速率分布规律，体现气体温度不同时分子最可几速率不同的性质，能使学生在课堂上清晰而直接地观察演示全过程的气体分子速率分布演示仪。

本实用新型为实现上述目的而提出下述技术方案：发射部分采用一支可发射演示小球（10）的发射筒（1），在其内部装有由驱动机构（6）经连杆曲柄（5）带动做往复运动的活塞（3），筒壁上开有一注入小球的通孔，通过调整支脚（7）可以改变发射筒（1）的高低位置，演示部分采用的体现气体速率分布规律的演示盒（8）呈“L”形。

本实用新型为实现上述目的还提出如下技术方案：发射筒（1）的通孔上方装有一倾斜的漏斗（2），使小球沿斜向下滑进入通孔与活塞（3）相碰撞。

本实用新型为实现上述目的还提出如下的技术方案：演示盒（8）“L”形用于显示实验结果的一侧内部用格板（9）等间隔分开，在其外角处有一可使演示盒（8）稍有倾斜的小凸起（11），演示盒（8）“L”形的另一侧中空并两端开口，用于接收小球，演示盒（8）采用透明材料制成。

本实用新型附图说明如下：

图1为发射部分结构示意图。

图2为演示部分结构示意图。

图3为使用状态示意图。

附图中（1）为发射筒，（2）为漏斗，（3）为活塞，（4）为安装板，（5）为连杆曲柄，（6）为驱动机构，（7）为调整支脚，（8）为演示盒，（9）为格板，（10）为演示小球，（11）为凸起，（12）为投影仪。

现结合附图详细说明本实用新型。

发射部分采用一支圆筒作为发射筒（1），在其内部装有活塞（3），它与连杆曲柄（5）相连并由驱动机构（6）带动做往复运动，驱动机构（6）可以采用任何动力，如手动、电动，本实施例中是使用普通物理实验直流电机。在发射筒（1）壁上部靠活塞（3）死点处开有一通孔，用来注入演示小球（10），演示小球（10）可以用2毫米左右的普通钢球或其它材料的大小相当的球体，在通孔上方装有一向发射出品一方倾斜的漏斗（2），它与发射筒轴线夹角约60度，当小球装入漏斗后便沿斜向下滑进入通孔与活塞（3）相碰撞，在活塞（3）的往复运动作用下，演示小球（10）便被自发射筒（1）中射出，由于演示小球（10）进入筒中的速度不同和活塞（3）撞击力的差别，发射速度也不同，由平抛原理，其远近落点分布服从统计规律。

演示部分采用一个呈“L”形的演示盒（8），被用来接收演示小球（10），它的一侧内部用格板（9）等间隔分开，格板（9）的数量可根据盒的宽度和所需的演示精度确定，本实施例为15格。在演示盒（8）外角处有一可使其稍有倾斜的小凸起（11），以便落入盒中的演示小球（10）下滑至格中，演示盒（8）“L”形的竖直一侧中空并两端开口，演示小球（10）自一端射入，个别速度过大的则从另一端飞出，以免弹回格内影响演示精度。在演示时向盒内发射一定量的演示小球（10），速率大小不同的球落入不同的格内，在下方堆积，各格内不同的堆积高度所形成的曲线与气体分子速率分布曲线一致。演示盒（8）采用透明材料制成，如将其置于投影仪（12）之上，光线能穿透其中清晰地将演示全过程和结果放大投影于屏幕上。

在演示实验时，如果通过调整支脚（7）改变发射筒（1）与演示盒（8）的相对高度，使发射距离平移，最可几率的位置发生了变化，便可形象的演示出气体在不同温度下，分子速率分布的最可几率不同的性质，此作用也可通过调整发射力大小达到，诸如电机转速等。

本实用新型演示结果精确，能充分体现气体分子速率分布规律，还可形象的演示出气体在不同温度下，分子速率分布的最可几率不同的性质，增强了课堂教学效果，特别是可将演示盒放在投影仪上展示实验的全过程，直观逼真，形象生动，便于理解。