[实用新型]光盘反射衍射特性的教学演示与实验仪器

说明书

技术领域

本实用新型属于教学演示仪器领域，具体涉及光盘反射衍射特性的教学演示与实验仪器。

背景技术

光盘是人们日常生活中接触最多的光信息载体之一，由于其独特的信息存储方式与保存数据的稳定性和安全性，将不会被广泛使用的U盘所完全取代。光盘给人们的直观感受是在阳光下可看到“五彩缤纷”的色彩，但其“几何感观”又是一个完全的“平面”，探究形成这种光学现象的物理原理，研究如何以最简单的方法向学生揭示光盘中的物理奥秘，对于物理教学具有特别意义。

目前研究设计光盘衍射特性实验演示仪器与测量方法的文献已有很多，但普遍采用激光束垂直入射光盘面，然后在与光盘面平行的屏幕或直尺上观察衍射光的投射光斑，以此观察和测量光盘的衍射特性。由于整个实验系统在空气环境中，学生看到的只是光盘面上的激光入射光点和屏幕或直尺上的投射激光光斑，而无法看到多束衍射光线的径迹，且只能想象衍射角的顶点位置，因此直观性差，教学演示效果不好。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题在于克服上述光盘衍射特性实验演示仪器的缺点，提供一种结构简单、生产成本低、实验演示效果直观、对实验演示环境没有要求的光盘反射衍射特性的教学演示与实验仪器。

解决上述技术问题所采用的技术方案是：在支架的底部放置装有水的透明水槽，透明水槽内的底部放置有信息面向上的透明光盘，支架上设置有激光器，激光器出射的激光束与光盘垂直。

由于本实用新型采用了在装有水的水槽底部放置有光盘，光盘的信息面向上，垂直的激光束入射到光盘的信息面上，在光盘信息面产生反射衍射，形成以入射激光束为对称轴，激光束在光盘上入射点为顶点，向光盘上方反射的多条反射衍射光束。光束在水中传播时受到水中悬浮杂质颗粒的散射，在非暗室环境下可清晰地看到反射衍射光束的径迹。这种结构的光盘反射衍射特性的教学演示与实验仪器，与现有的光盘衍射特性实验演示装置相比，具有结构简单、生产成本低、实验演示效果直观、对实验演示环境没有要求等优点，可作为光学反射衍射特性的教学演示与实验仪器。

附图说明

图1是本实用新型一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步详细说明，但本实用新型不限于这些实施例。

实施例1

在图1中，本实施例的光盘反射衍射特性的教学演示与实验仪器由支架1、激光器2、透明水槽3、光盘4联接构成。

在支架1的底部放置有透明水槽2，透明水槽2为有机玻璃水槽，透明水槽2内装有水，水面的高度为3～15cm，透明水槽2内的底部放置有光盘4，光盘4的信息面向上。支架1上用螺纹紧固联接件固定联接安装有激光器2，激光器2为He-Ne激光器，也可采用半导体激光器，激光器1用于产生可见激光，激光器2出射的激光束与光盘4垂直，激光器1出射的激光束，垂直入射于光盘4的信息面。激光束垂直入射于光盘4的信息面时，从透明水槽2的侧壁外观察，即可以在水中看到以入射激光束为对称轴，在光盘4信息面上的入射点为顶点，向光盘4上方反射的多条光线径迹，此即在光盘4信息面反射衍射光束。

采用本实用新型测量入射激光束相邻两侧反射衍射光束与水面交点间的距离L和光盘4信息面上方水的深度h，第一级反射衍射条纹的衍射角用下式计算：

sinφ=L/4h2+L2]]>

根据光栅方程

dsinφ_k＝±kλ(k＝0,1,2…..)

计算光盘4信息面上光道宽度d：

d=λ4h2+L2/L]]>

式中λ为激光波长，d为光盘4信息面上光道宽度(光栅常数)。