光壓演示儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種光學(xué)演示裝置，尤其涉及一種用于光學(xué)中的光壓演示儀。
【背景技術(shù)】
[0002] 為了證實光壓的存在，不少物理學(xué)工作者都撲到這項科學(xué)研究上來。如果能夠 成功的展示出光壓，則為它的應(yīng)用拓寬了無限美好的前景：人類正在研究宇宙航行的工 具--太陽帆，它的動力就來自光壓。1901年，俄國物理學(xué)家彼得?尼古拉耶維奇?列 別捷夫設(shè)計了一個實驗，首次發(fā)現(xiàn)光壓，并發(fā)表了《光壓的實驗研究》（Experimental ResearchonLightPressure),證明了光的粒子性。繼此之后，美國物理學(xué)家尼科爾斯 (E.F.Nichols)和哈爾（G.F.Hull)也分別用精密實驗測定了光的壓力。列別捷夫是用弧光 作為光源，經(jīng)透鏡組的聚焦，使光匯聚在一用細(xì)線懸掛起來的極輕的懸體的固定小翼上，在 光壓作用下，實現(xiàn)小翼的擺動。然而列別捷夫所采用的設(shè)備存在以下缺陷：設(shè)備復(fù)雜、經(jīng)過 一組透鏡組聚焦，演示困難，多年來科普界和高校未能直觀地成功演示，社會上誤把克魯克 斯輻射計稱作光壓風(fēng)輪；光源采用弧光，不易獲得，且對人眼不利；最終只能實現(xiàn)懸體的擺 動，不能實現(xiàn)轉(zhuǎn)動。
[0003] 光壓的演示是很困難的，因為在通常的實驗條件下，光壓力只有KT6~KT7N?!!!' 而"輻射計"效應(yīng)是在測量光壓中發(fā)現(xiàn)的，其效應(yīng)可以比光壓大幾十萬倍。在實驗中，光壓與 "輻射計"效應(yīng)同時出現(xiàn)。因此，要真正演示出光壓，必須消除"輻射計"效應(yīng)。產(chǎn)生"輻射計" 效應(yīng)的原因主要有兩個：1)在真空室中由于溫度不均勻而引起的剩余氣體的對流作用；2) 光照射面與背光面的溫度差而引起的稀薄氣體分子的熱運動壓力差。如果演示腔室內(nèi)殘存 許多氣體，在白熾燈的照耀下，黑色部分吸收熱量導(dǎo)致的溫度增高會加熱這面的空氣分子， 使之熱運動加快，對于葉片的壓力大；而白色部分吸收熱量少溫度低，這面的空氣分子熱運 動慢，壓力就小，其綜合效果就是葉片黑面推向白面旋轉(zhuǎn)，這恰于光壓的存在遠(yuǎn)離相反。這 就是1873年威廉?克魯克斯（WilliamCrookes)制作的福射計。
[0004] 為了演示光的粒子性，說明光壓的存在及其在宇航中的應(yīng)用，同時填補(bǔ)多年來中 外科技館和高校光壓演不的空位，急需提供一種光壓演不儀。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明正是為了解決上述技術(shù)缺陷，而提供了一種新型的光壓演示儀。
[0006] 該光壓演示儀包括固體激光器、旋轉(zhuǎn)葉片與軸承、以及玻璃真空室；所述旋轉(zhuǎn)葉片 與軸承包括至少兩個葉片，每個葉片包括鍍銀面和涂黑面，每個葉片被共軸地安裝在軸承 上，并且相鄰葉片的鍍銀面和涂黑面在順時針方向或逆時針方向交替；所述旋轉(zhuǎn)葉片與所 述激光器處于同一水平面上；所述旋轉(zhuǎn)葉片與軸承容納在所述玻璃真空室內(nèi)。
[0007] 其中所述激光器和所述玻璃真空室分別由用于調(diào)節(jié)高度的支架支撐。
[0008] 其中所述激光器發(fā)射綠色激光，所述綠色激光入射在所述旋轉(zhuǎn)葉片上。
[0009] 其中所述激光器為4瓦、532納米的綠色固體激光器
[0010] 其中所述玻璃真空室內(nèi)置有去氣片。
[0011] 其中采用機(jī)械泵、擴(kuò)散泵以及離子泵逐級來對所述玻璃真空室進(jìn)行抽真空；所述 玻璃真空室在被抽真空后被及時封裝。
[0012] 其中所述旋轉(zhuǎn)葉片盡量采用金屬薄片或云母片；并采用真空鍍膜技術(shù)一面鍍銀而 形成所述鍍銀面，另一面涂黑面而形成所述涂黑面。
[0013] 其中所述至少兩個葉片為四個葉片，所述四個葉片在被安裝到所述軸承后，相鄰 葉片的鍍銀面和涂黑面在順時針方向或逆時針方向相互交替。
[0014] 其中所述玻璃真空室通過以下方式被抽真空：首先使用機(jī)械泵對所述玻璃真空室 進(jìn)行第一次抽真空；接著使用擴(kuò)散泵對所述玻璃真空室進(jìn)行第二次抽真空；最后使用離子 泵對玻璃真空室進(jìn)行第三次抽真空。
[0015] 通過以上技術(shù)方案，本發(fā)明具有以下技術(shù)效果：
[0016] 光源采用固體激光器比弧光光源要先進(jìn)多了，光束強(qiáng)、性能安全、可靠。
[0017] 設(shè)備簡單、操作方便。
[0018] 不僅是懸體的擺動，而是在光壓作用下葉輪從白面推向黑面的連續(xù)轉(zhuǎn)動，對光壓 的作用和"威力"看得更清楚、直觀。
【附圖說明】
[0019] 圖1示出了本發(fā)明實施例的光壓演示儀的結(jié)構(gòu)原理圖；
[0020] 圖2示出了本發(fā)明實施例的旋轉(zhuǎn)葉片的正面示意圖；
[0021] 圖3示出了本發(fā)明實施例的旋轉(zhuǎn)葉片的頂視圖；
[0022] 圖4示出了玻璃真空室的放大示意圖；
[0023] 圖5示出激光器電路的控制原理圖。
[0024] 附圖標(biāo)記列表：
[0025] 1-激光器；
[0026] 2-葉片；
[0027] 3-去氣片；
[0028] 4-玻璃真空室；
[0029] 5-支架；
[0030] 6-軸承；
[0031] 7-黃銅絲；
[0032] 8-涂黑表面；
[0033] 9-鍍銀表面；
[0034] 10-玻璃體；
[0035] 11-支撐體
【具體實施方式】
[0036] 下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明提供的一種光壓演示儀進(jìn)行詳細(xì)描述。同時 在這里做以說明的是，為了使實施例更加詳盡，下面的實施例為最佳、優(yōu)選實施例，對于一 些公知技術(shù)本領(lǐng)域技術(shù)人員也可采用其他替代方式而進(jìn)行實施；而且附圖部分僅是為了更 具體的描述實施例，而并不旨在對本發(fā)明進(jìn)行具體的限定。
[0037] 在【背景技術(shù)】中，已經(jīng)提到了實現(xiàn)光壓演示所面臨的挑戰(zhàn)。本發(fā)明正是為了解決上 述困難而設(shè)計了一種光壓演示儀。圖1示出了本發(fā)明實施例的光壓演示儀的結(jié)構(gòu)原理圖。 如圖1所示，該光壓演示儀主要包括光源、旋轉(zhuǎn)葉片及軸承、以及玻璃真空室。
[0038] 在本發(fā)明的實施例中，光源優(yōu)選采用固定激光源，并由支架來支撐。旋轉(zhuǎn)葉片包括 多個葉片，多個葉片共軸連接在軸承上，并在水平方向上處于相同高度，同時旋轉(zhuǎn)葉片與固 定激光器在水平方向上也處于相同高度，以便由固定激光器發(fā)射的激光能夠入射在旋轉(zhuǎn)葉 片上。旋轉(zhuǎn)葉片及其軸承容納在玻璃真空室中。軸承可如本領(lǐng)域公知的裝設(shè)在支撐座上， 如圖4所示，從而能夠以基本無摩擦的方式旋轉(zhuǎn)。玻璃真空室的下部可根據(jù)高度的需要而 加設(shè)支架。