光压演示仪的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种光学演示装置，尤其涉及一种用于光学中的光压演示仪。
【背景技术】
[0002] 为了证实光压的存在，不少物理学工作者都扑到这项科学研究上来。如果能够 成功的展示出光压，则为它的应用拓宽了无限美好的前景：人类正在研究宇宙航行的工 具--太阳帆，它的动力就来自光压。1901年，俄国物理学家彼得?尼古拉耶维奇?列 别捷夫设计了一个实验，首次发现光压，并发表了《光压的实验研究》（Experimental ResearchonLightPressure),证明了光的粒子性。继此之后，美国物理学家尼科尔斯 (E.F.Nichols)和哈尔（G.F.Hull)也分别用精密实验测定了光的压力。列别捷夫是用弧光 作为光源，经透镜组的聚焦，使光汇聚在一用细线悬挂起来的极轻的悬体的固定小翼上，在 光压作用下，实现小翼的摆动。然而列别捷夫所采用的设备存在以下缺陷：设备复杂、经过 一组透镜组聚焦，演示困难，多年来科普界和高校未能直观地成功演示，社会上误把克鲁克 斯辐射计称作光压风轮；光源采用弧光，不易获得，且对人眼不利；最终只能实现悬体的摆 动，不能实现转动。
[0003] 光压的演示是很困难的，因为在通常的实验条件下，光压力只有KT6~KT7N?!!!' 而"辐射计"效应是在测量光压中发现的，其效应可以比光压大几十万倍。在实验中，光压与 "辐射计"效应同时出现。因此，要真正演示出光压，必须消除"辐射计"效应。产生"辐射计" 效应的原因主要有两个：1)在真空室中由于温度不均匀而引起的剩余气体的对流作用；2) 光照射面与背光面的温度差而引起的稀薄气体分子的热运动压力差。如果演示腔室内残存 许多气体，在白炽灯的照耀下，黑色部分吸收热量导致的温度增高会加热这面的空气分子， 使之热运动加快，对于叶片的压力大；而白色部分吸收热量少温度低，这面的空气分子热运 动慢，压力就小，其综合效果就是叶片黑面推向白面旋转，这恰于光压的存在远离相反。这 就是1873年威廉?克鲁克斯（WilliamCrookes)制作的福射计。
[0004] 为了演示光的粒子性，说明光压的存在及其在宇航中的应用，同时填补多年来中 外科技馆和高校光压演不的空位，急需提供一种光压演不仪。
【发明内容】
[0005] 本发明正是为了解决上述技术缺陷，而提供了一种新型的光压演示仪。
[0006] 该光压演示仪包括固体激光器、旋转叶片与轴承、以及玻璃真空室；所述旋转叶片 与轴承包括至少两个叶片，每个叶片包括镀银面和涂黑面，每个叶片被共轴地安装在轴承 上，并且相邻叶片的镀银面和涂黑面在顺时针方向或逆时针方向交替；所述旋转叶片与所 述激光器处于同一水平面上；所述旋转叶片与轴承容纳在所述玻璃真空室内。
[0007] 其中所述激光器和所述玻璃真空室分别由用于调节高度的支架支撑。
[0008] 其中所述激光器发射绿色激光，所述绿色激光入射在所述旋转叶片上。
[0009] 其中所述激光器为4瓦、532纳米的绿色固体激光器
[0010] 其中所述玻璃真空室内置有去气片。
[0011] 其中采用机械泵、扩散泵以及离子泵逐级来对所述玻璃真空室进行抽真空；所述 玻璃真空室在被抽真空后被及时封装。
[0012] 其中所述旋转叶片尽量采用金属薄片或云母片；并采用真空镀膜技术一面镀银而 形成所述镀银面，另一面涂黑面而形成所述涂黑面。
[0013] 其中所述至少两个叶片为四个叶片，所述四个叶片在被安装到所述轴承后，相邻 叶片的镀银面和涂黑面在顺时针方向或逆时针方向相互交替。
[0014] 其中所述玻璃真空室通过以下方式被抽真空：首先使用机械泵对所述玻璃真空室 进行第一次抽真空；接着使用扩散泵对所述玻璃真空室进行第二次抽真空；最后使用离子 泵对玻璃真空室进行第三次抽真空。
[0015] 通过以上技术方案，本发明具有以下技术效果：
[0016] 光源采用固体激光器比弧光光源要先进多了，光束强、性能安全、可靠。
[0017] 设备简单、操作方便。
[0018] 不仅是悬体的摆动，而是在光压作用下叶轮从白面推向黑面的连续转动，对光压 的作用和"威力"看得更清楚、直观。
【附图说明】
[0019] 图1示出了本发明实施例的光压演示仪的结构原理图；
[0020] 图2示出了本发明实施例的旋转叶片的正面示意图；
[0021] 图3示出了本发明实施例的旋转叶片的顶视图；
[0022] 图4示出了玻璃真空室的放大示意图；
[0023] 图5示出激光器电路的控制原理图。
[0024] 附图标记列表：
[0025] 1-激光器；
[0026] 2-叶片；
[0027] 3-去气片；
[0028] 4-玻璃真空室；
[0029] 5-支架；
[0030] 6-轴承；
[0031] 7-黄铜丝；
[0032] 8-涂黑表面；
[0033] 9-镀银表面；
[0034] 10-玻璃体；
[0035] 11-支撑体
【具体实施方式】
[0036] 下面结合附图和具体实施例对本发明提供的一种光压演示仪进行详细描述。同时 在这里做以说明的是，为了使实施例更加详尽，下面的实施例为最佳、优选实施例，对于一 些公知技术本领域技术人员也可采用其他替代方式而进行实施；而且附图部分仅是为了更 具体的描述实施例，而并不旨在对本发明进行具体的限定。
[0037] 在【背景技术】中，已经提到了实现光压演示所面临的挑战。本发明正是为了解决上 述困难而设计了一种光压演示仪。图1示出了本发明实施例的光压演示仪的结构原理图。 如图1所示，该光压演示仪主要包括光源、旋转叶片及轴承、以及玻璃真空室。
[0038] 在本发明的实施例中，光源优选采用固定激光源，并由支架来支撑。旋转叶片包括 多个叶片，多个叶片共轴连接在轴承上，并在水平方向上处于相同高度，同时旋转叶片与固 定激光器在水平方向上也处于相同高度，以便由固定激光器发射的激光能够入射在旋转叶 片上。旋转叶片及其轴承容纳在玻璃真空室中。轴承可如本领域公知的装设在支撑座上， 如图4所示，从而能够以基本无摩擦的方式旋转。玻璃真空室的下部可根据高度的需要而 加设支架。