專利名稱:油滴實(shí)驗(yàn)儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實(shí)用新型涉及一種教學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器,特別是一種測(cè)量微小油滴上所帶電荷的油滴實(shí)驗(yàn)儀的改進(jìn)。
美國物理學(xué)家密立根從1909年到1917年所做的測(cè)量微小油滴上所帶電荷的工作,即所謂油滴實(shí)驗(yàn),堪稱實(shí)驗(yàn)物理的典范,曾獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng),油滴實(shí)驗(yàn)也成為很多高校必開的實(shí)驗(yàn)課。
目前使用的油滴實(shí)驗(yàn)儀由油滴盒、照明裝置、油霧盒、防風(fēng)罩、顯微鏡、攝像頭、毫秒計(jì)、電壓表以及相應(yīng)開關(guān)組成,安裝在一塊底板上。
圖1為現(xiàn)有油滴實(shí)驗(yàn)儀去掉油霧盒的俯視圖,圖中1為照明燈,2為油滴盒,3為防風(fēng)罩,4為平衡水泡,5為顯微鏡,6為CCD攝像頭,7為電壓調(diào)節(jié)電位器,8為計(jì)時(shí)開關(guān),9為儀器底板。儀器中照明燈的作用是為直徑5-10微米的油滴提供足夠的反射光,以便通過顯微鏡能夠看到油滴,才能進(jìn)一步測(cè)量微小油滴上所帶的電荷。可以說照明的好壞是能否看到油滴的關(guān)鍵。根據(jù)物理光學(xué)的理論,照明燈的照射方向與顯微鏡視軸之間的夾角α為180度時(shí)油滴像最清晰,但由于此時(shí)照明燈的光線直射入顯微鏡,反而沖淡了油滴像,因此實(shí)際效果并不好。由于油滴實(shí)驗(yàn)儀要求照明燈體積小(因?yàn)榭臻g有限)、產(chǎn)生的熱量小(防止產(chǎn)生溫度梯度影響油滴懸浮穩(wěn)定度),因此不能采用大功率的照明燈,限制了照明燈的亮度。
現(xiàn)有油滴實(shí)驗(yàn)儀存在的主要缺點(diǎn)是僅有一只照明燈,照射角度α角為120度,明顯偏小,照明燈的亮度又受到限制,照明效果不理想,致使油滴像暗淡,觀測(cè)費(fèi)力、費(fèi)時(shí),實(shí)驗(yàn)精度難以保證,達(dá)不到實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目的,甚至因此不得不停開該實(shí)驗(yàn)課。
本實(shí)用新型的目的是,提供一種油滴像清晰度高、觀察測(cè)量方便的油滴實(shí)驗(yàn)儀。
本實(shí)用新型的目的通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種油滴實(shí)驗(yàn)儀,其組成包括底板、油霧盒、油滴盒、照明裝置、防風(fēng)罩、顯微鏡、攝像頭、毫秒計(jì)、電壓表以及相應(yīng)開關(guān),顯微鏡視軸線與油滴盒中心相交,照明裝置的照明燈設(shè)置在防風(fēng)罩內(nèi)油滴盒外,其特征是照明燈到油滴盒中心的連線與顯微鏡視軸線之間的夾角α滿足140度≤α≤160度。
本實(shí)用新型依據(jù)光學(xué)的散射理論指導(dǎo)照明設(shè)計(jì),克服了現(xiàn)有照明燈α角偏小的缺點(diǎn),又不會(huì)使照明光線直射入顯微鏡,實(shí)際使用效果好,在照明燈的照射下,油滴實(shí)驗(yàn)儀中的油滴像清晰明亮,實(shí)驗(yàn)者觀察測(cè)量省力、省時(shí)、方便,實(shí)驗(yàn)過程得以縮短,實(shí)驗(yàn)精度有保證,使油滴實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行,達(dá)到該實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目的。
下面參照附圖并結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)描述。
圖2為本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為圖2的去油霧盒俯視圖。
如圖2和圖3所示,本實(shí)用新型油滴實(shí)驗(yàn)儀的組成包括底板9、油霧盒10、油滴盒2、照明裝置1、防風(fēng)罩3、顯微鏡5、攝像頭6、毫秒計(jì)(圖中未畫出)、電壓表(圖中未畫出)以及相應(yīng)開關(guān)(圖中未示意),顯微鏡5視軸線與油滴盒2中心相交,照明裝置的照明燈1設(shè)置在防風(fēng)罩3內(nèi)油滴盒2外,照明燈1到油滴盒中心的連線與顯微鏡視軸線之間的夾角α滿足140度≤α≤160度。圖中4為平衡水泡,7為電壓調(diào)節(jié)電位器,8為計(jì)時(shí)開關(guān)。
如圖3所示,為使油滴像更清晰明亮,本實(shí)用新型進(jìn)一步的特征是在顯微鏡視軸線另一側(cè)增加一只照明燈11,照明燈11到油滴盒中心的連線與顯微鏡視軸線之間的夾角β滿足140度≤β≤160度。這樣,本實(shí)用新型充分利用防風(fēng)罩與油滴盒之間的狹小空間,采用兩只照明燈從兩個(gè)方向提供照明,不改變儀器整體結(jié)構(gòu),幾乎不增加成本,而照明效果得到根本性的改善。
實(shí)施例中,α、β角的度數(shù)可以相同,也可以不相同,例如α、β角同為150度,或者α角為155度,β角為145度,或者α角為140度,β角為160度。
權(quán)利要求1.油滴實(shí)驗(yàn)儀的組成包括底板、油霧盒、油滴盒、照明裝置、防風(fēng)罩、顯微鏡、攝像頭、毫秒計(jì)、電壓表以及相應(yīng)開關(guān),顯微鏡視軸線與油滴盒中心相交,照明裝置的照明燈設(shè)置在防風(fēng)罩內(nèi)油滴盒外,其特征是照明燈到油滴盒中心的連線與顯微鏡視軸線之間的夾角α滿足140度≤α≤160度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油滴實(shí)驗(yàn)儀,其特征是在顯微鏡視軸線另一側(cè)增加一只照明燈,該照明燈到油滴盒中心的連線與顯微鏡視軸線之間的夾角β滿足140度≤β≤160度。
專利摘要油滴實(shí)驗(yàn)儀的組成包括底板、油霧盒、油滴盒、照明裝置、防風(fēng)罩、顯微鏡、攝像頭、毫秒計(jì)、電壓表以及相應(yīng)開關(guān),顯微鏡視軸線與油滴盒中心相交,照明裝置的照明燈設(shè)置在防風(fēng)罩內(nèi)油滴盒外,照明燈到油滴盒中心的連線與顯微鏡視軸線之間的夾角α滿足140度≤α≤160度。本實(shí)驗(yàn)儀克服了原有照明燈α角偏小的缺點(diǎn),又不會(huì)使照明光線直射入顯微鏡,實(shí)際使用效果好,油滴像清晰明亮,實(shí)驗(yàn)者觀察測(cè)量省力、省時(shí)、方便。
文檔編號(hào)G02B21/06GK2473630SQ0123751
公開日2002年1月23日 申請(qǐng)日期2001年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月25日
發(fā)明者彭志平 申請(qǐng)人:彭志平