[0001] 本发明涉及实验仪器技术领域，更具体地说，涉及一种衍射实验装置及其实验方法。

[0002] 单缝衍射分为菲涅尔衍射(近场)和折叠夫琅禾费衍射(远场)，其特点就是光线偏折如几何学中的影区，并在几何照明区和影区之间形成亮暗分布(条纹)。单缝衍射是光在传播过程中遇到障碍物，光波会绕过障碍物继续传播的一种现象。如果波长与缝、孔或障碍物尺寸相当或者更大时，衍射现象最明显。光源和光屏到障碍物的距离均不是很远，并且没有使用透镜。此时光线不是平行光，即波阵面不是平面。这种情况是菲涅尔最早在1818年描述的，所以称为菲涅尔衍射；光源和光屏到障碍物的距离都很大，此时入射光为平行光，波面是平面，衍射光也是平行光。这种衍射称为夫琅禾费衍射，它是夫琅禾费(J.vonFraunhofer)最早描述的(1821-1822年)。

[0003] 现有的衍射实验仪器在做实验时，因为要实验距离对衍射造成的影响，需要涉及一段比较长的测量装置，则占地面积较大，并且不利于装置的移动，而且对装置的保护不当，容易造成实验条件的缺失，并且，在进行衍射实验时，实验条件单一，对实验的结果认知较少。

[0004] 经检索，中国专利申请号：2016211898319，发明创造名称为：一种衍射光强试验仪，该申请案包括基础座、光学导轨、普通滑动座、横向调节型滑动座、二维调节型滑动座、激光器滑动座、氦氖激光器、透射光栅、多孔板或多缝板、透镜、光学接收原件、控制箱，基础座上固定设有光学导轨，基础座与光学导轨一体设置，光学导轨上设有若干普通滑动座、横向调节型滑动座、二维调节型滑动座、激光器滑动座，且均为滑动连接，普通滑动座上活动设有多孔或多缝板、透镜，横向调节型滑动座上活动设有光学接收原件，并使用锁紧部件锁紧，二维调节型滑动座上活动设有透射光栅，激光器滑动座上活动设有氦氖激光器。该申请案仍有进一步优化的空间。

[0033] 为进一步了解本发明的内容，结合附图对本发明作详细描述。

[0034] 在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

[0035] 下面结合实施例对本发明作进一步的描述。

[0036] 实施例1

[0037] 如图1-图5所示，本实施例的一种衍射实验装置，包括伸缩式配合连接的固定轨道104和活动轨道105，在固定轨道104和活动轨道105上依次设置有与轨道滑动配合的的光源组件、挡板组件和光屏组件；其中挡板组件包括底板二302，底板二302两侧分别滑动配合设置有挡板一303，两侧的挡板一303顶部连接有顶板305；两侧的挡板一303之间间隙宽度可调，从而可以观察不同横向距离改变造成的衍射现象，有利于了解拓宽实验认知。

[0038] 具体地，固定轨道104和活动轨道105的两侧均开设有滑槽106，挡板组件包括与滑槽106滑动配合的滑座二300，滑座二300上方设有调节杆二301，底板二302位于调节杆二301顶部，底板二302和顶板305上均开设有卡槽，挡板一303的两端分别配合嵌入该卡槽内，且两侧的挡板一303可以相对远离或靠近。滑座二300能够沿滑槽106延伸方向进行位置调节，且可以在滑座二300上设置压紧螺栓，在某一位置向下压紧轨道表面以确定位置，固定轨道104和活动轨道105上均设置有刻度，便于准确调整位置。调节杆二301设置为伸缩杆，能够调整底板二302的所在高度，具体可采用行业内多种常规伸缩式设计，在此不再赘述。

[0039] 如图3所示，本实施例中光屏组件包括与固定轨道104和活动轨道105两侧滑槽106相配合的滑座一200，滑座一200上设有调节杆一201，调节杆一201顶部设有底板一202，底板一202上开设有用于放置光屏203的卡槽，光屏203配合嵌入该卡槽内，且底板一202上还设有立柱204，立柱204位于光屏203一侧，立柱204顶部通过弹性件连接拉伸板205，拉伸板205顶部设有向一侧延伸的卡板206，卡板206将光屏203卡在下方。同样地，调节杆一201采用伸缩杆上设计，能够灵活调整光屏203高度，且通过卡板206的压紧能够有效保障光屏203位置稳定性。

[0040] 本实施例中光源组件包括与固定轨道104和活动轨道105两侧滑槽106相配合的滑座三400，滑座三400上设有调节杆三401，调节杆三401顶部设有活动配合的光源402。调节杆三401同样采用伸缩杆上设计，能够适应性调整光源402所在高度，且光源402与调节杆三401端部之间采用铰接设置，如采用万向轴承或球铰连接，可以灵活调整光源402方向，适应实验需要。

[0041] 本实施例中固定轨道104和活动轨道105相对的端面上分别对应设有相配合的嵌槽和嵌块，即一侧端面上设置嵌槽，一侧端面上设置嵌块；固定轨道104和活动轨道105接触时，嵌槽和嵌块对应配合卡紧实现两者拼接；如图5所示，活动轨道105和固定轨道104均为空腔结构，活动轨道105的内腔中还设有中心轴109，该中心轴109延伸入固定轨道104内腔中的部分上下侧分别设有延伸板110，且延伸板110与中心轴109之间通过弹簧111连接。当向外拉伸活动轨道105时，带动中心轴109逐渐抽出固定轨道104内腔，当延伸板110全部抽出时，在弹簧111的弹力作用下，上弹至与固定轨道104和活动轨道105表面平齐，形成中间拼接轨道，有效延长整体轨道长度，且上下延伸板110之间同样形成供滑座二300滑动配合的滑槽，满足滑座二300侯后续的位置调整需求。同理，亦可在固定轨道104内腔中设置中心轴109，中心轴109延伸至活动轨道105内腔中的区域对应设置延伸板110。本实施例通过轨道的拼接延长设置，可以满足实验的距离要求，解决了目前距离的限制条件；非使用状态下，又可以随时将延伸板110缩回空腔内部，整体结构占地面积小，应用方便。延伸板110上同样可设置刻度，且活动轨道105上可设置两组刻度分别与固定轨道104、延伸板110对应。

[0042] 实施例2

[0043] 本实施例的一种衍射实验装置，基本同实施例1，更进一步地，挡板组件还包括挡板二304，两个挡板一303相对的壁面上均开设有通槽，挡板二304对应嵌入该通槽内，且两侧的挡板二304可以相对远离或靠近，挡板二304的底部与挡板一303底部平齐，挡板二304的顶部高度低于挡板一303顶部高度。如图4所示，挡板二304可在挡板一303的通槽内内外移动，挡板一303具体可采用截面为直角梯形的形状，在其倾斜面上开设通槽，挡板二304在该倾斜面内内外移动，且挡板二304底部同样嵌在底板二302的卡槽内；向内移动两侧的挡板一303，且挡板二304与挡板一303保持内侧面平齐时，则挡板二304与挡板一303配合形成中间间隙，可以进行衍射实验观察。当挡板一303位置确定，两侧挡板二304相对向内继续靠近移动，则配合形成上部较宽下部较窄的间隙；两侧挡板二304相对向外远离运动，则配合形成上部较窄下部较宽的间隙。如此通过挡板二304与挡板一303之间相对位置的变化，可以实现中间间隙的形状变化，扩展实验条件，观察不同形状间隙造成的延伸现象；具体的衍射实验操作及过程属于现有技术，在此不再详述。

[0044] 实施例3

[0045] 本实施例的一种衍射实验装置，基本同上述实施例，更进一步地，挡板组件还包括挡板三(图中未画出)，挡板三位于挡板一303前侧或后侧，且挡板三的宽度足够覆盖两侧挡板一303之间的间隙；挡板三沿挡板一303的高度方向活动设置。具体地，可将挡板三通过螺栓紧固悬吊在顶板305下方，即螺栓从上部螺纹配合穿过顶板305并与下方的挡板三配合连接，通过旋转螺栓可以调整挡板三的上下高度，且挡板三的顶面上还连接有软性的遮挡幕布，该遮挡幕布一侧与顶板305相连，一侧固定在挡板三上，当挡板三下移时，即拉动遮挡幕布下移展开，将两侧挡板一303形成的中间间隙进行一定高度的遮蔽，从而改变中间间隙的竖向距离，以观察不同间隙尺寸造成的衍射现象。

[0046] 本实施例中挡板三亦可采用其他各种结构方式，如连同幕布设置在底板二302位置上，通过挡板三的上移带动幕布向上拉开以遮蔽中间间隙等；亦可单独设置具有一定竖向高度的挡板，顶板305和底板二302上开设通槽，挡板非使用状态下延伸至顶板305上方或底板二302下方，使用状态下向下或向上延伸以遮蔽中间间隙等，在此不再尽述。

[0047] 实施例4

[0048] 本实施例的一种衍射实验装置，基本同上述实施例，更进一步地，如图1和图2所示，还包括箱体100，箱体100顶部设有转动板103，固定轨道104和活动轨道105设置于转动板103上；转动板103与转轴102相连接，并由转轴102驱动可在箱体100翻转，转轴102延伸至箱体100之外。具体地，转轴102设置于转动板103宽度方向中部位置，转轴102端部与箱体100侧壁之间转动配合，转轴102上可设置便于人操作的把手，通过人手转动转轴102即可驱动转动板103翻转。

[0049] 本实施例中箱体100四周分别设有固定帽101，转动板103四周对应设有套管107，固定销108插入套管107和固定帽101中将转动板103固定。且固定销108与套管107之间可设置弹簧相连接，防止固定销108单独滑落。本实施例通过固定销108与固定帽101的配合实现转动板103的位置固定，满足实验过程要求；当实验结束后，又可以随时将固定销108从固定帽101中拔出，通过转轴102将转动板103翻转，使其上部组件结构全部翻转入箱体100内部，如图1中状态所示，同理，亦可在转动板103的另一面同样配设有固定销108与套管107，使得保持翻转后的位置稳定。通过箱体100和转动板103的翻转设计，有利于整个实验装置的日常存放整理。

[0050] 实施例5

[0051] 本发明的一种衍射实验装置的实验方法，利用上述实施例中的实验装置，按照以下步骤进行：

[0052] S1、根据需求长度，调整固定轨道104与活动轨道105的长度；即确定是否需要抽出延伸板110以延长轨道；然后调节滑座一200、滑座二300和滑座三400的位置至所需位置，并调整调节杆一201和调节杆二301的高度相同，调整调节杆三401和光源402位置，使光源402处于水平方向；

[0053] S2、通过调整两侧挡板一303之间间隙，观察横向距离改变造成的衍射现象；通过调整挡板二304与挡板一303之间的相对位置，改变形成的中间间隙的形状，观察不同形状造成的衍射现象；通过调整挡板三的高低位置，改变中间间隙的竖向距离，观察不同间隙尺寸造成的衍射现象，扩展实验认知。

[0054] 以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。