專利名稱：激光高靈敏靜電儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)儀器，特別是一種激光高靈敏靜電儀。
背景技術(shù)：
外光電效應(yīng)是中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中屬高難度實(shí)驗(yàn)之一。因?yàn)橥ǔ?shí)驗(yàn)用的驗(yàn)電器的指針在1000伏左右電勢差時才會有較明顯偏轉(zhuǎn)，這就使檢測微量光電子溢出時帶來很大困難。另外目前檢測物件上的靜電也是很困難的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種具有很高的靈敏度，且無干擾的激光高靈敏靜電儀，以解決目前中學(xué)在進(jìn)行外光電效應(yīng)和檢測物體上的靜電所存在的不足之處。
本發(fā)明解決的技術(shù)問題可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)。
激光高靈敏靜電儀，包括一個箱體，還包括偏轉(zhuǎn)裝置、反射裝置、激光源、靜電導(dǎo)引線、帶有刻度的顯示視窗；所述偏轉(zhuǎn)裝置包括偏轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子、阻尼磁鐵、偏轉(zhuǎn)驅(qū)動構(gòu)件、懸掛張絲；兩端固定在箱體內(nèi)的懸掛張絲將偏轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子水平地懸掛在箱體內(nèi)，阻尼磁鐵設(shè)置在箱體內(nèi)，偏轉(zhuǎn)驅(qū)動構(gòu)件由絕緣棒固定于箱體內(nèi)，阻尼磁鐵和偏轉(zhuǎn)驅(qū)動構(gòu)件位于偏轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子的兩側(cè)；反射裝置包括若干表面涂膜平面鏡，其中一塊表面涂膜平面鏡設(shè)置在懸掛張絲上，其余表面涂膜平面鏡分別以不同的反射角度設(shè)置在箱體內(nèi)，但應(yīng)保證最后一塊表面涂膜平面鏡將光線亮斑反射到位于箱體前表面的帶有刻度的顯示視窗上；激光源設(shè)置在箱體內(nèi)，其發(fā)出的激光應(yīng)照射到一塊表面涂膜平面鏡上；靜電導(dǎo)引線一端接于所述偏轉(zhuǎn)驅(qū)動構(gòu)件上，另一端接于帶靜電的物件上。
本發(fā)明所述帶有刻度的顯示視窗為一帶顯示刻度的毛玻璃片，帶顯示刻度的毛玻璃片活動安裝在箱體前表面上。
本發(fā)明所述偏轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子為一形狀為左右對稱蝶形的鋁片。
本發(fā)明所述的阻尼磁鐵的磁隙不大于3mm。
本發(fā)明所述偏轉(zhuǎn)驅(qū)動構(gòu)件為一呈上下相互連接的鋁片構(gòu)成，鋁片之間的間距為1mm，偏轉(zhuǎn)驅(qū)動構(gòu)件由一絕緣棒固定于箱體內(nèi)。
上述表面涂膜平面鏡共六塊，而安裝在懸掛張絲上的表面涂膜平面鏡位于反射裝置中的第三位置。
實(shí)驗(yàn)演示或靜電檢測前，開啟電源，激光源發(fā)出的激光經(jīng)過六塊表面涂膜平面鏡的反射和放大，最終直觀地顯示在帶有刻度的顯示視窗上，調(diào)整好顯示視窗，使反射到顯示視窗上的光斑位于零刻度的位置。
檢測時將本發(fā)明中的靜電導(dǎo)引線接觸到具有靜電的物體上，物體上的靜電荷會通過靜電導(dǎo)引線遷移到偏轉(zhuǎn)驅(qū)動構(gòu)件上，使偏轉(zhuǎn)驅(qū)動構(gòu)件產(chǎn)生一電場，驅(qū)動偏轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子偏轉(zhuǎn)。由于偏轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子的偏轉(zhuǎn)，張絲將發(fā)生扭轉(zhuǎn)，這樣安裝在張絲上的表面涂膜平面鏡就會偏轉(zhuǎn)一個角度，使其反射的光線發(fā)生偏轉(zhuǎn)，這樣最終反射到顯示視窗上的光斑就會移動一個距離。而且物體上的靜電荷不同，偏轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的角度也會不同，那么反映到顯示視窗上光斑移動的距離也會不同；這樣觀察者就可以通過顯示視窗上看到滿意的檢測效果。
由于采用了如上的設(shè)計(jì)方案，本發(fā)明具有很高的靈敏度，是通常驗(yàn)電器靈敏度的五十倍左右。本發(fā)明采用巧妙的靜電吸引偏轉(zhuǎn)和電磁阻尼相結(jié)合的技術(shù)方案，在不附有電子放大電路的情況下，輸入阻抗能達(dá)到數(shù)千兆以上，不會發(fā)生偏轉(zhuǎn)衰減，帶電后能長時間保有。
本發(fā)明采用高亮度激光源，能在通常的照度下，獲得較滿意的可視效果。
本發(fā)明不僅能替代普通驗(yàn)電器，還可開展一系列高難度科學(xué)實(shí)驗(yàn)和研究。例檢測普通電燈通電后表面帶負(fù)電等問題，十分有趣，效果很好。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明所述偏轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例來進(jìn)一步描述本發(fā)明。
如圖1所示的激光高靈敏靜電儀，包括一個箱體1、偏轉(zhuǎn)裝置、反射裝置、激光源2、靜電導(dǎo)引線3、帶有刻度的顯示視窗4。
帶有刻度的顯示視窗4為一帶顯示刻度的毛玻璃片，帶顯示刻度的毛玻璃片活動安裝在箱體1前表面上。
偏轉(zhuǎn)裝置包括偏轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子5、阻尼磁鐵6、偏轉(zhuǎn)驅(qū)動構(gòu)件7、懸掛張絲8。兩端固定在箱體1內(nèi)的懸掛張絲8將偏轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子5水平地懸掛在箱體1內(nèi)，阻尼磁鐵6設(shè)置在箱體1內(nèi)，偏轉(zhuǎn)驅(qū)動構(gòu)件7由絕緣棒16固定于箱體1內(nèi)，阻尼磁鐵6和偏轉(zhuǎn)驅(qū)動構(gòu)件7位于偏轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子5的兩側(cè)，阻尼磁鐵6的磁隙不大于3mm。
參看圖2，偏轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子5為一形狀為左右對稱蝶形的鋁片。
偏轉(zhuǎn)驅(qū)動構(gòu)件7為一呈上下相互連接的鋁片構(gòu)成，每片鋁片的厚度為1.5mm，面積為1.5cm2，鋁片之間的間距為1mm。
反射裝置包括六塊表面涂膜平面鏡9、10、11、12、13、14，六塊表面涂膜平面鏡9為第一塊反射鏡，表面涂膜平面鏡10為第二塊反射鏡，表面涂膜平面鏡11為第三塊反射鏡，表面涂膜平面鏡12為第四塊反射鏡，表面涂膜平面鏡13為第五塊反射鏡，表面涂膜平面鏡13為第六塊反射鏡，第三塊反射鏡即表面涂膜平面鏡11是設(shè)置在懸掛張絲上，其余表面涂膜平面鏡分別以不同的反射角度設(shè)置在箱體1內(nèi)，第六塊反射鏡即表面涂膜平面鏡14將光線亮斑反射到位于箱體1前表面的帶有刻度的顯示視窗4上。
激光源2設(shè)置在箱體1內(nèi)，其發(fā)出的激光照射到第一塊反射鏡即表面涂膜平面鏡9上，再經(jīng)其反射到第二塊反射鏡即表面涂膜平面鏡10上；第二塊反射鏡即表面涂膜平面鏡10再將激光反射到第三塊反射鏡即表面涂膜平面鏡11上；第三塊反射鏡即表面涂膜平面鏡11再將激光反射到第四塊反射鏡即表面涂膜平面鏡12上；第四塊反射鏡即表面涂膜平面鏡12再將激光反射到第五塊反射鏡即表面涂膜平面鏡13上；第五塊反射鏡即表面涂膜平面鏡13再將激光反射到第六塊反射鏡即表面涂膜平面鏡14上；第六塊反射鏡即表面涂膜平面鏡14再將激光反射到位于箱體1前表面的帶有刻度的顯示視窗4上。
經(jīng)過多次反射，可以將第三塊反射鏡即表面涂膜平面鏡11偏轉(zhuǎn)角度進(jìn)行放大，以便直觀地顯示。
靜電導(dǎo)引線3一端接于偏轉(zhuǎn)驅(qū)動構(gòu)件7上，另一端接于帶靜電的物件上。
還可以在箱體1上設(shè)置一塊鋅板15。
在箱體1上設(shè)置鋅板15的作用主要是利用本發(fā)明進(jìn)行光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)。在進(jìn)行光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)時，可以先將安裝在箱體1上的鋅板15表面用細(xì)砂紙打光，接通激光源2的電源，并校正顯示視窗4，使反射到顯示視窗4上的光斑位于零刻度的位置。用紫外燈照射到鋅板15上，鋅板15在紫外線照射下就會有微量的光電子溢出，這就是所謂的光電效應(yīng)。光電效應(yīng)的效果可以通過顯示視窗4上的光斑移動看出來。如果用普通燈照射鋅板15，可以看出光斑是不會移動的，這說明可見光不能使鋅板產(chǎn)生光電效應(yīng)。
權(quán)利要求
1.激光高靈敏靜電儀，包括一個箱體(1)，其特征在于還包括偏轉(zhuǎn)裝置、反射裝置、激光源(2)、靜電導(dǎo)引線(3)、帶有刻度的顯示視窗(4)；所述偏轉(zhuǎn)裝置包括偏轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子(5)、阻尼磁鐵(6)、偏轉(zhuǎn)驅(qū)動構(gòu)件(7)、懸掛張絲(8)；兩端固定在箱體(1)內(nèi)的懸掛張絲(8)將偏轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子(5)水平地懸掛在箱體(1)內(nèi)；阻尼磁鐵(6)和偏轉(zhuǎn)驅(qū)動構(gòu)件(7)設(shè)置在箱體(1)內(nèi)并位于偏轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子(5)的兩側(cè)；反射裝置包括若干表面涂膜平面鏡，其中一塊表面涂膜平面鏡設(shè)置在懸掛張絲(8)上，其余表面涂膜平面鏡分別以不同的反射角度設(shè)置在箱體(1)內(nèi)，但應(yīng)保證最后一塊表面涂膜平面鏡將光線亮斑反射到位于箱體(1)前表面的帶有刻度的顯示視窗(4)上；激光源(2)設(shè)置在箱體(1)內(nèi)，其發(fā)出的激光應(yīng)照射到一塊表面涂膜平面鏡上；靜電導(dǎo)引線(3)一端接于所述偏轉(zhuǎn)驅(qū)動構(gòu)件(7)上，另一端接于帶靜電的物件上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光高靈敏靜電儀，其特征在于上述表面涂膜平面鏡共六塊(9、10、11、12、13、14)，而安裝在懸掛張絲(8)上的表面涂膜平面鏡(11)位于反射裝置中的第三位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的激光高靈敏靜電儀，其特征在于所述帶有刻度的顯示視窗(4)為一帶顯示刻度的毛玻璃片，帶顯示刻度的毛玻璃片活動安裝在箱體(1)前表面上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的激光高靈敏靜電儀，其特征在于所述偏轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子(5)為一形狀為左右對稱蝶形的鋁片。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的激光高靈敏靜電儀，其特征在于所述阻尼磁鐵(6)的磁隙不大于3mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的激光高靈敏靜電儀，其特征在于所述偏轉(zhuǎn)驅(qū)動構(gòu)件(7)為一呈上下相互連接的鋁片構(gòu)成，鋁片之間的間距為1mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的激光高靈敏靜電儀，其特征在于所述偏轉(zhuǎn)驅(qū)動構(gòu)件(7)由絕緣棒(16)固定于箱體內(nèi)。
全文摘要
激光高靈敏靜電儀，包括箱體，其還包括偏轉(zhuǎn)裝置、反射裝置、激光源、靜電導(dǎo)引線、帶有刻度的顯示視窗；偏轉(zhuǎn)裝置包括偏轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子、阻尼磁鐵、偏轉(zhuǎn)驅(qū)動構(gòu)件、懸掛張絲，懸掛張絲將偏轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子懸掛在箱體內(nèi)，阻尼磁鐵和偏轉(zhuǎn)驅(qū)動構(gòu)件設(shè)置在箱體內(nèi)并位于偏轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子的兩側(cè)；反射裝置包括若干表面涂膜平面鏡，其中一塊設(shè)置在懸掛張絲上，其余分別以不同的反射角度設(shè)置在箱體內(nèi)，且最后一塊能將光線亮斑反射到位于箱體前表面的顯示視窗上，設(shè)置在箱體內(nèi)的激光源，其發(fā)出的激光照射到一塊表面涂膜平面鏡上，靜電導(dǎo)引線一端接于偏轉(zhuǎn)驅(qū)動構(gòu)件，另一端接于帶靜電的物件。本發(fā)明具有很高的靈敏度，解決了普通驗(yàn)電器不能解決的問題，可開展高難度科學(xué)實(shí)驗(yàn)和研究。
文檔編號G01R29/00GK1901001SQ200510027948
公開日2007年1月24日 申請日期2005年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月21日
發(fā)明者奚天敬 申請人:上海市南洋中學(xué)