激光多功能演示器
本例介绍的激光多功能演示器,能百观地演示光的折射、全反射现象及光纤通信、光纤传送图像、激光通信、电效应等,可用于中物理教学实验。
电路工作原理
该激光多功能演示电路由发射电路和丰收电路两部分组成,如图示所示。
图激光多功能演示器电路
a发射电路b)接收电路
发射电路由电阻器R1-R7、电容器Cl、C2、音乐集成电路ICl、扬声器BLl、传声器BM、晶体管Vl、V2、开关Sl-S4、电池GBl、GB2相激光发射二极管),VL组成。接收电路由光电池BP、电阻器R8、电容器C3-C5、电池GB3、音频放大集成电路IC2、扬声器BL2组成。演示光的折射、全反射现象时,可将S4接通,使VL发射的激光束射入三角玻璃砖、半圆形玻璃砖、玻璃棒或水中,以显示光在不同物质内的传播情况。演示光纤通信时,将Sl置于“2”位置,S2置于 “l”位置,ICl输出的音乐信号经Vl调制后,通过VL发射出调制激光信号。将光纤线的一端对准激光发射二极管VL,另一端对准光电池BP(BP上应加装凸透镜),BL2中应发出音乐声。演示光纤传送图像时,用黑漆在透明的塑料片上写上几个字母,待漆干后将光纤线的一端紧贴在塑料片上,然后靠近激光源 (用毛玻璃盖住VL发射的激光)就会形成均匀的光斑,拉动塑料片,在另一端便能看到清晰的字母。演示激光通信时,将S3-S5接通,将VL发射的红色激光束对准凸透镜 (应拉开一定距离),BL2中就会发出音乐声。将S2置于“2”位置后,对着BM讲话,BL2中就会发出响亮的讲话声。在夜间演示时,通信距离可达500m。演示光电效应时,关闭S5,在光电池两端并接一只电压表,电压表可置于lV量程,控制射人凸透镜激光的强弱,电压表的指针也会随之摆动。
元器件选择
Rl、R2和R4-R8均选用1/4W金属膜电阻器;R3选用膜式可变电阻器。
Cl-C5均选用耐压值为lOV的铝电解电容器。
VL使用市售的激光笔成品改制,将其尾帽和电池卸下不用,在其负电极弹簧上焊一根
导线接至Vl的集电极,在电笔筒尾部内壁焊一根导线接至、R3和R4的接点。调节R3的阻值,使VL两端电压为4.5V。
Vl选用S8050或3DGl2型硅NPN晶体管;V2选用S9014或3DG6型硅NPN晶体管。
Bp可选用普通硅光电池,使用时与整个接收电路一起装入深约lOcm的盒内,盒的面板上开一圆孔,装上一个焦距小于lOcm的凸透镜,硅光电池应安装在凸透镜的主轴成像处。
IC1选用UT66A型三端音乐集成电路;IC2选用LM386型音频功率放大集成电路。
BLl和BL2选用0.1-0.25W、8Ω的电动式扬声器。
S1和S2均选用单极双位拨动开关,S3-S5均选用微型单极拨动式开关。
光导纤维选用市售φ0.3mm的光导纤维丝截成5Ocm等长后待用。用薄铁皮加工成两个lOmm×lOmm×l5mm的矩形套筒,把截好的光纤丝的两头分别放人矩形套筒内并伸出一点(注意:每一根光纤丝在两个矩形套筒内的位置必须完全相同),紧密放好一层光纤丝后,用少许快干胶固定好后再放第2层,直到将矩形套筒内装满光纤丝为止。最后将多余的光纤丝头削去,一恨光纤线就做成了。
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