開放式布朗運動觀察儀的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種開放式布朗運動觀察儀。它包括光具座、光屏、激光發生器、液點發生器、防干擾透明罩、凸透鏡、底板及活動支架，激光發生器設于光具座的一端，光屏設于光具座的另一端，活動支架設于光具座的上方，液點發生器用固定夾固定在底板上，底板安裝在活動支架上，在底板上開有圓孔窗口，帶有十字坐標線的凸透鏡裝在底板的另一側，防干擾透明罩套在液點發生器的出液口。本實用新型具有能讓更多的人親眼看到清晰的布朗運動，并驗證隨著溫度的升高，分子無規則熱運動越激烈的現象等特點。
【專利說明】
開放式布朗運動觀察儀
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種中學物理教學儀器，尤其與開放式布朗運動觀察儀有關。
【背景技術】
[0002]在中學物理教學中，布朗運動能間接地反映了分子是在永不停息地作無規則熱運動的重要依據，由于布朗運動的過程十分抽象，所以學生理解起來十分困難。為了更好地幫助學生理解這一物理現象，使他們掌握分子熱運動理論的內容，“觀察布朗運動”是一個重要的實驗。傳統的做法是在水中加入微量的花粉、或廣告粉等微小粒子，含有雜質的水滴放在玻璃片上，四周用石蠟圍住，做成玻片標本，然后在高倍顯微鏡下觀察，細心調節顯微鏡能看到微小粒子作無規則運動的現象，每次只能由一人觀察，耗時很長，課堂上除少數幾個學生代表能觀察實驗現象外，其余同學只能聽學生代表和老師來“說”實驗。而且，水滴容易干涸，無法長時間觀察。更重要的是布朗運動隨著溫度的升高，分子無規則運動越激烈，這一點無法做到，如果利用早晨和中午時間的溫差來觀察，效果甚微。還有一種采取模擬演示的方法，是采用傳統光源照亮密閉空間內的煙霧，并利用顯微鏡觀察散射著燈光的煙霧粒子的運動現象。但光源的照明強度會引起空氣的對流，造成煙塵微粒整體定向移動，這樣的模擬實驗可信度很低。傳統的觀察布朗運動都要利用顯微鏡來觀察，又限人又限時，存在著諸多的不足。
[0003]著名的布朗運動不僅需要借助物理模型和圖片進行分析研究，更需要用實驗演示加以證實。傳統的布朗運動觀察儀一般采取在顯微鏡下觀察玻片標本中微粒的無規則運動，每次只能供一人觀察，操作起來不容易，實驗效果不理想，是一種封閉式的實驗方法。
【發明內容】
[0004]本實用新型的目的是提供一種能讓更多的人親眼看到清晰的布朗運動，同時能演示布朗運動隨著溫度的升高，分子無規則熱運動越激烈的現象，具有制造成本低、操作簡便、可信度高、效果良好的開放式布朗運動觀察儀。
[0005]為達到上述目的，本實用新型是通過以下技術方案實現的。開放式布朗運動觀察儀，包括光具座、光屏、激光發生器、液點發生器、防干擾透明罩、凸透鏡、底板及活動支架，激光發生器設于光具座的一端，光屏設于光具座的另一端，活動支架設于光具座的上方，液點發生器用固定夾固定在底板上，底板安裝在活動支架上，在底板上開有圓孔窗口，帶有十字坐標線的凸透鏡裝在底板的另一側，防干擾透明罩套在液點發生器的出液口。
[0006]所述的開放式布朗運動觀察儀，其液點發生器為注射器，包括注射器推桿、注射器活塞及注射器針筒，注射器活塞與注射器針筒相配合。
[0007]所述的開放式布朗運動觀察儀，還包括電阻發熱器、通電導線、指示燈、溫度計、金屬導熱小管及電源插口，電阻發熱器與通電導線、指示燈及電源插口相連，通電導線和溫度計安裝在液點發生器的注射器推桿上，通電導線、溫度計緊密插入注射器活塞上，金屬導熱小管安裝在液點發生器下端的出液口。
[0008]本實用新型與現有技術相比具有以下優點:(一)是將傳統封閉式的布朗運動觀察儀創新成為一種開放式布朗運動觀察儀。用激光發生器產生的激光束直接照射在有雜質的小液珠上，利用小液珠和透鏡的放大功能將小液珠中雜質的布朗運動情況實像投影在光屏上。可供多人同時觀看，白天在室內就能觀察到，若拉上窗簾，則圖像更清晰，不受時間限制，能長時間觀察；(二)是液滴產生器(注射器)設置電阻加熱器、溫度計和金屬導熱小管，電阻加熱器通電后，隨著水溫的升高，金屬導熱小管使小液珠溫度也升高，微小粒子的運動加劇，能進一步觀察布朗運動隨著溫度的升高分子無規則熱運動越激烈的現象。也說明了溫度是反映分子作熱運動的重要標志；(三)是光屏采用了白色透光板，正反面都能觀察，而且透光的一面圖像顯得更清晰，增加了可視范圍；圖像中還帶有十字坐標線，更能明顯觀察到微小粒子運動的快慢程度；(四)防干擾透明罩能防止周圍氣流、人員走動等環境因素的干擾，提高實驗的可信度。
【附圖說明】
[0009]圖1是本實用新型開放式布朗運動觀察儀的結構示意圖。
[0010]圖2是本實用新型開放式布朗運動觀察儀液滴發生器的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0011]下面結合附圖對本實用新型的實施例作進一步詳細的描述。
[0012]如圖1所示，開放式布朗運動觀察儀，包括光具座8、光屏7、激光發生器1、液點發生器4、防干擾透明罩5、凸透鏡6、底板17、活動支架19、電阻發熱器10、通電導線11、指示燈12、溫度計13、金屬導熱小管9及電源插口 14，液點發生器4為注射器，包括注射器推桿15、注射器活塞16及注射器針筒22，注射器活塞16與注射器針筒22相配合，液點發生器4中的液體含有雜質(如深黃廣告粉)，激光發生器I設于光具座8的一端，光屏7設于光具座8的另一端，活動支架19設于光具座8的上方，液點發生器4用固定夾18固定在底板17上，底板17安裝在活動支架19上，在底板17上開有圓孔窗口 21，帶有十字坐標線20的凸透鏡6裝在底板17的另一偵U方干擾透明罩5套在液點發生器4的出液口，電阻發熱器10與通電導線11、指示燈12及電源插口 14相連，通電導線11和溫度計13安裝在液點發生器4的注射器推桿15上，通電導線
11、溫度計13緊密插入注射器活塞16上，不能漏氣，金屬導熱小管9安裝在液點發生器4下端的出液口，有效提高液體的導熱程度。
[0013]球形的含雜質液珠3，由液點發生器4上的金屬導熱小管9管口形成，當一束有色的激光束2直射到液珠3上，球形的液珠3本身具有放大功能，經過凸透鏡6后，在光屏7上形成放大的布朗運動的實像。光屏7離凸透鏡6越遠，形成的圖像也越大，此時，可供多人觀察。白天在室內就能觀察到布朗運動的實像，若拉上窗簾，則圖像更清晰。
[0014]使用方法:
[0015]1.將激光發生器I，液點發生器4，防干擾透明罩5和光屏7分別安裝在在光具座8上，調節液點發生器4(注射器)，使得其底端的金屬導熱小管9產生較大的液珠。
[0016]2.打開激光發生器I的開關，微調激光發生器I以及可升降的支柱，使得激光束2照射到液珠3中心上，并將防干擾透明罩5罩住含雜質液珠3。
[0017]3.調節光屏7位置，獲得液珠3中雜質的布朗運動的清晰實像，光屏7離液珠3或凸透鏡6距離越遠，形成的圖像也越大。
[0018]4.接通電阻發熱器10的電源，指示燈12變亮，液點發生器4內的液體加熱。這樣做，就能進一步觀察到布朗運動隨著溫度的升高分子無規則熱運動越激烈的現象，借助十字坐標線20，更能清楚識別微粒子運動的快慢程度，效果十分明顯。
[0019]5.觀察溫度計13上的示數變化，同時觀察光屏7上微粒無規則運動不斷加劇的現象。
[0020]6.更換液珠3，可重復上述的演示過程。
【主權項】
1.一種開放式布朗運動觀察儀，包括光具座(8)及光屏(7)，其特征在于:它還包括激光發生器(1)、液點發生器(4)、防干擾透明罩(5)、凸透鏡(6)、底板(17)及活動支架(19)，激光發生器(I)設于光具座(8)的一端，光屏(7)設于光具座(8)的另一端，活動支架(19)設于光具座(8)的上方，液點發生器(4)用固定夾(18)固定在底板(17)上，底板(17)安裝在活動支架(19)上，在底板(17)上開有圓孔窗口(21)，帶有十字坐標線(20)的凸透鏡(6)裝在底板(17)的另一側，防干擾透明罩(5)套在液點發生器(4)的出液口。2.根據權利要求1所述的開放式布朗運動觀察儀，其特征在于:液點發生器(4)為注射器，包括注射器推桿(15)、注射器活塞(16)及注射器針筒(22)，注射器活塞(16)與注射器針筒(22)相配合。3.根據權利要求2所述的開放式布朗運動觀察儀，其特征在于:它還包括電阻發熱器(10)、通電導線(11)、指示燈(12)、溫度計(13)、金屬導熱小管(9)及電源插口(14)，電阻發熱器(10)與通電導線(11)、指示燈(12)及電源插口(14)相連，通電導線(11)和溫度計(13)安裝在液點發生器(4)的注射器推桿(15)上，通電導線(11)、溫度計(13)緊密插入注射器活塞(16)上，金屬導熱小管(9)安裝在液點發生器(4)下端的出液口。
【文檔編號】G09B23/06GK205451610SQ201521126074
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2015年12月25日
【發明人】王力, 王金華
【申請人】王金華