基本信息
- 項目名稱：
- 綜合性光學微小長度測量裝置
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 本作品為一個綜合性的設計型實驗裝置，不僅可以精確地測量出微小物體的長度，而且可以清晰地觀察到各種光學現(xiàn)象的變化，適用于各大專院校的物理性實驗，僅實驗裝置造價大約在2000~3000元之間。
- 詳細介紹：
- 本裝置結合了光的各種性質于一體對微小物體進行不同程度的測量，現(xiàn)象明顯，物理思想明確，計算原理簡單，很好的吻合了教育改革提出的新要求：將理論物理用于實踐，并培養(yǎng)學生的動手與動腦能力。本作品不僅可以對微小的長度進行精確測量，更重要的是可以作為一種全新的物理創(chuàng)新型實驗裝置，推廣至各院校的物理實驗中去，不僅讓學生學到了物理知識，看到了物理現(xiàn)象，更培養(yǎng)了他們如何將學到的理論知識運用到實踐中去的創(chuàng)新精神，開拓自己的思維。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術關鍵和主要技術指標
- 此次作品的物理思想是將微小的長度通過機械的方法轉變成微小的轉動或是移動，再利用光的干涉、衍射和反射等基本性質將微小的移動放大，并具體表現(xiàn)為光斑距離、衍射干涉條紋間距以及干涉環(huán)級數(shù)的變化等。 本作品是一個集原理、演示現(xiàn)象、實際應用為一體的綜合性物理實驗裝置，其主要創(chuàng)新點是結合了光的各種現(xiàn)象，設計思想巧妙，物理過程明確，物理思想突出。技術關鍵在于精準地測量出微小物體的長度。 主要技術指標如下： 勞埃德鏡 測量范圍：1mm—0.02mm；±1.16% 單縫衍射 測量范圍：1mm—0.02mm；±0.8% 光 杠 桿 測量范圍：1mm—0.1mm；±0.18% 邁克爾遜干涉 測量范圍：0.2mm — 0.02mm；±0.7%
科學性、先進性
- 目前長度變化的測量均采用光杠桿法作為典型應用的例子而予以介紹，其實微小長度變化的測量原理和所采用的方法頗多，歸納起來有如下幾種方法：光杠桿法、直接測微法、干涉法、電測法等。 在傳統(tǒng)光杠桿法中，光杠桿長度較長，測量時所占空間較大。而本系統(tǒng)中的光杠桿部分，大大縮短了光杠桿長度，整個實驗平臺在1M以下。同時為了彌補縮短距離帶來的精度降低的問題，我們使用了光電傳感探頭，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工讀數(shù)。 干涉法，主要用到的是改造后的邁克爾遜干涉儀，以實現(xiàn)測量微小物體的厚度，增加了實用性。介于光學中，干涉的實驗很有很多，我們還擴展出了用勞埃德鏡干涉原理來測量微小長度。除此之外還有利用單縫衍射原理的測微裝置。
獲獎情況及鑒定結果
- 本作品于2010年12月，在華中科技大學被湖北省高等學校首屆大學生物理實驗創(chuàng)新設計大賽組委會評為“湖北省高等學校首屆大學生物理實驗創(chuàng)新設計大賽一等獎”。
作品所處階段
- 中試階段
技術轉讓方式
- 專利實施許可
作品可展示的形式
- 模型，圖紙，現(xiàn)場演示，錄像，樣品。
使用說明,技術特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術性說明,市場分析,經濟效益預測
- 本裝置結合了光的各種性質于一體對微小物體進行不同程度的測量，現(xiàn)象明顯，物理思想明確，很好的吻合了教育改革提出的新要求：將理論物理用于實踐，并培養(yǎng)學生的動手與動腦能力。本作品不僅可以對微小的長度進行精確測量，更重要的是可以作為一種全新的物理創(chuàng)新型實驗裝置，推廣至各院校的物理實驗中去。 在實驗階段，我們已經與相關制造公司簽訂協(xié)議，本作品經濟效益非?？捎^。
同類課題研究水平概述
- 目前，我國高等院校的物理實驗室中有很多展示物理原理的裝置（如：楊氏模量測定儀、光柵單色儀、邁克爾遜干涉儀 等），這些儀器雖然能夠反映相應的物理原理，但并沒有對原理加以利用，但缺乏實用性和創(chuàng)新性，學生在實驗中并不能“學以致用”。本項目利用機械的原理，將微小長度轉換成微小距離的變化，利用光的一些基本性質（反射、干涉、衍射 等），測量微小長度，不僅有較大的實用性，而且實驗現(xiàn)象非常明顯。
