固体膨胀演示器

摘要

本发明提供了一种固体膨胀演示器，包括一支架、两个或两个以上的激光笔组成的激光笔组、一个能贮放热源液体容器、待测固体实验棒定位板、待测固体实验棒调节装置，支架的操作平台呈“凹”字型，底部平面处设置若干个孔洞，两侧凸棱上开有若干个“U”型凹槽，将激光笔固定在“U”型凹槽内，在容器的内部设置一待测固体实验棒定位板，对待测固定实验棒定位，待测固体实验棒穿过支架操作平台的孔洞，垂直放置在容器中，由调节装置调节固体实验棒，与激光笔无挤压紧密接触，激光笔组中有一参照激光笔固定不动，剩余激光笔可以无摩擦转动。

权利要求

1.一种固体膨胀演示器，包括一支架，所述支架包括支架操作平台、支架支柱、支架底座，其特征在于该固体膨胀演示器还包括两个或两个以上的激光笔组成的激光笔组、一个能贮放热源液体容器、待测固体实验棒定位板、待测固体实验棒调节装置；所述支架的操作平台呈“凹”字型，底部平面处设置一个或多个孔洞，两侧凸棱上开有两个或两个以上“U”型凹槽，将上述激光笔放入所述“U”型凹槽，并用固定皮圈固定在支架操作平台上，在所述容器的内部设置所述待测固体实验棒定位板；所述待测固体实验棒由所述待测固体实验棒定位板定位，穿过所述支架操作平台的孔洞，垂直放置在所述容器中，由所述调节装置调节所述固体实验棒，使其与所述激光笔无挤压紧密接触，所述激光笔组中有一参照激光笔固定不动，剩余激光笔可以无摩擦转动。

说明书

固体膨胀演示器

[0001] 技术领域：本发明涉及一种物理实验演示的仪器，特别涉及一种固体膨胀演示仪器。

[0002] 背景技术：当前学校使用的J2258型金属膨胀演示器是利用杠杆原理，将金属受热后的微小尺寸变化放大后展现在刻度盘上的一种仪器，虽然它的优点很多，但也存在着如下不足：

[0003] 1、实验进行时，很难使各种待测固体实验棒均匀受热，而一旦受热不均匀，实验效果就会受到影响，甚至得出错误结论。

[0004] 2、实验中需要借助燃烧酒精的方法使金属棒温度升高。这一方法使用了明火，不符合安全、环保的要求。

[0005] 3、该仪器只能用于熔点较高的固体(在此为三种金属)，并不适宜于塑料、橡胶、玻璃等易燃或熔点较低的固体。

[0006] 4、该仪器的金属棒是横向放置的，在加热时，由于重力的作用，金属棒将产生向下的微小弯曲，不利于金属棒的水平伸长，这也会影响实验效果。

[0007] 5、该仪器可观察的线度较小，对于教室后面的学生，不易观察到实验的结果。

[0008] 发明内容：本发明的目的在于提供一种结构简单，性能稳定，实验时间短而现象显著，安全可靠的固体膨胀演示仪器。

[0009] 本发明的工作原理：主要通过借助“光杠杆”放大作用，将固体线膨胀的微小变化，通过远处的光点的升高显著地表现出来。

[0010] 本发明主要由两个或两个以上的激光笔组成的激光笔组、支架、一个能贮放热源液体容器、待测固体实验棒、待测固体实验棒定位板、待测固体实验棒调节装置。支架由支架操作平台、支架支柱、支架底座组成，支架的操作平台呈“凹”字型，其底部平面处设置一个或多个孔洞，用于待测固体实验棒穿过，在“凹”字型两侧的凸棱上开有两个或两个以上的“U”型凹槽，用于将激光笔放入便于固定，激光笔用固定皮圈固定在支架操作平台上，在容器的内部设置用于定位待测固体实验棒的定位板，待测固定实验棒由定位板定位，穿过支架操作平台的孔洞，垂直放置在容器中，由调节装置调节固体实验棒，使其与激光笔无挤压紧密接触，容器置于支架底座上，支架的支柱与支架底座不可拆卸连接，但与支架操作平台可拆卸连接，便于操作，本装置有一激光笔设置为固定不动，为参照激光笔，用于确定膨胀前光点位置，其余激光笔可以无摩擦转动。待测固体棒可为钢棒、铜棒、铝棒、玻璃棒、塑料棒、橡胶棒等。

[0011] 使用时，首先把待测固体实验棒在待测固体实验棒定位板上定位固定，再从支架操作平台上的孔洞穿出，安装激光笔，调节待测固体实验棒调节装置，使激光笔与待测固体实验棒无挤压紧密接触，固定皮圈使激光笔无障碍固定在支架操作平台上，调节激光笔使所有的光点处在同一水平线上，然后向容器中注入热水，当注入热源后，参照激光笔10光点不移动，剩余激光笔11、12、13……等受待测实验棒的微小膨胀而挤压，其光点O1、O2、O3……不同程度地上升。

[0012] 这样以热水作为热源，实验温度低于100℃，可以应用于各种不同的材质的固体材料进行实验，如橡胶、塑料等，拓展了实验比较不同固体热膨胀的系数的空间，同时用热水作热源也避免了产生明火，实验过程更加安全、环保。

[0013] 由于固体实验棒处于同一个盛放热水的容器中，受热均匀，实验误差小，本装置待测固体实验棒垂直放置，每根棒上下段各设有稳定装置，如待测固体实验棒定位板和支架的操作平台的孔洞，待测固体实验棒受热后不易弯曲，有利于垂直伸长。本发明装置进行实验时，既展示了固体热胀冷缩的现象，又可以展示光线直线传播现象，同时应用了杠杆原理及几何知识，在拓展学生知识范围的同时还能激发学生对实验的热情。附图说明：

[0014] 图一为J2258型金属膨胀演示器

[0015] 图二为本发明的工作原理图

[0016] 图三为本发明的结构示意图

[0017] 图四为装置激光笔的示意图

[0018] 具体实施方式：以下结合附图对本发明进行详细说明：本发明装置主要由一组激光笔组1、支架2、容器3、待测固体实验棒4、待测固体实验棒定位板5、固体实验棒调节装置6组成。其中支架由支架操作平台20、支架支柱21、支架底座22组成，支架操作平台20呈“凹”字型，其底部平面处设置一个或多个孔洞23，用于待测固体实验棒4穿过，在“凹”字型两侧的凸棱上开有两个或两个以上的“U”型凹槽24，用于将激光笔1放入便于固定，激光笔用固定皮圈7固定在支架操作平台20上，在容器3的内部设置一用于定位所述待测固体实验棒4的待测固体实验棒定位板5，待测固体实验棒4由待测固体实验棒定位板5定位，待测固体实验棒4穿过支架操作平台20的孔洞23，由调节装置6调节固体实验棒4，使其与其上的激光笔11或12或13等无挤压紧密接触，容器3置于支架底座22上，支架支柱21与支架底座22不可拆卸连接，支架支柱21与支架操作平台20可拆卸连接，激光笔组1中设置一固定不动激光笔为参照激光笔10，用于确定膨胀前光点位置O，剩余激光笔11、12、
13……等可以无摩擦转动。当注入热源后，参照激光笔10光点不移动，剩余激光笔11、12、
13……等受待测实验棒的微小膨胀而挤压，其光点O1、O2、O3……不同程度地上升。

[0019] 本发明装置结构简单，性能稳定，实验时间短而现象显著，安全可靠。