【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种杨氏双缝干涉远程实验装置，具体地说是一种适用于线上操控的杨氏双缝干涉数字化实验装置。
技术介绍
1、实验教学在中学教学中的地位愈发重要，而杨氏双缝干涉实验是中学波动光学实验中的重要实验，占据重要的地位。目前，中学物理光学中光的干涉教学实验学习，大多通过视频展示，存在实验设备不足、实验环境较差、实验现象不明显、学生动手实验不多等问题，不利于学生进行预习复习与实验自主探究。
技术实现思路
1、本技术所要解决的技术问题是提供一种在线上就可以进行真实实验操作，方便快捷，现象明显，能够为中学生提供预习、复习实验以及自主学习探究的平台，极大地便利了双缝干涉实验教学，为教育数字化提供了新的思路。
2、本技术是通过以下技术方案来实现的：
3、一种基于物联网的杨氏双缝干涉数字化实验装置，包括底板、led光源、单缝片、可切换双缝片、网络推流摄像机、主控板、网络交换机和上位机，所述led光源、单缝片、可切换双缝片和网络推流摄像机由左至右依次排列于所述底板上；在所述底板上安装有控制所述led光源的第一步进电机，在所述底板上安装有驱动所述可切换双缝片横向活动的横向驱动单元，在所述底板上还安装有纵向驱动单元，以及通过所述纵向驱动单元安装的竖向驱动单元，所述网络推流摄像机通过所述竖向驱动单元安装；通过所述主控板连接所述网络推流摄像机、第一步进电机、横向驱动单元、纵向驱动单元和竖向驱动单元；所述主控板通过所述网络交换机与所述上位机网络连接；所述单缝片的底部设置有光学支架。p>
4、优选地，所述横向驱动单元包括横向机架，以及通过所述横向机架转动安装的横向螺杆，以及安装于所述横向机架外部，并驱动所述横向螺杆转动的第二步进电机，所述第二步进电机连接所述主控板，通过所述横向螺杆安装有横向滑台，通过所述横向滑台安装有第三步进电机，所述可切换双缝片安装于所述第三步进电机的输出端，所述第三步进电机连接所述主控板。
5、优选地，所述纵向驱动单元包括纵向机架，以及转动安装于所述纵向机架内的纵向螺杆，以及安装于所述纵向机架的后端，并驱动所述纵向螺杆转动的第四步进电机，在所述纵向机架内，通过所述纵向螺杆配合纵向滑台，所述竖向驱动单元通过所述纵向滑台安装，所述第四步进电机连接所述主控板。
6、优选地，所述竖向驱动单元包括竖向机架，以及转动安装于所述竖向机架内的竖向螺杆，所述竖向机架的底部安装有第五步进电机，所述第五步进电机固定于所述纵向滑台的顶部，在所述竖向机架内，通过所述竖向螺杆配合有竖向滑台，所述网络推流摄像机通过所述竖向滑台安装，所述第五步进电机连接所述主控板。
7、所述主控板与上位机网站之间通过lwip协议连接，从而实现上位机-主控板-电机的控制链，最终达成网络操控实验的目的。
8、所述led光源为，红、绿、蓝、白四色led光源，单色性好，发光效率高，聚光度小，可使实验现象更明显。光源与电机相连接，上位机可通过主控板进行灯光颜色切换，用于演示不同光波长对干涉条纹影响的比对实验。
9、所述的可切换式双缝片上，共有三组间距不同的双缝；其与电机相连接，可在上位机上实现双缝切换与双缝角度微调操作，用于演示不同双缝间距对干涉条纹影响的比对实验。双缝片还与步进电机相连接，上位机可通过主控板进行双缝片水平位置的调整，以观察到最清晰的干涉条纹现象。
10、所述网络推流摄像机通过网络交换机连接至网络，上位机可在网站上观察实验现象，并通过摄像机的水平微调、游标卡尺的移动来观测条纹间距。
11、一种基于物联网的杨氏双缝干涉数字化实验装置的实验方法，进入平台，预约实验后打开，通过客户端操作选择led光源颜色，选择双缝，调节观察摄像机的水平与垂直位置，调节双缝水平位置，观察到条纹现象后微调摄像头水平位置并通过分划板观察条纹移动数量，同时记录游标卡尺读数，然后计算条纹间距；切换双缝片和灯光颜色可分别演示不同光波长及不同双缝间距对干涉条纹的影响。
12、所述的远程操控实验，在远程物理实验室平台选择干涉实验，通过客户端操作设置光源颜色，选择双缝宽度，调节双缝与摄像头的位置，使各部件到达合适的位置，实验现象由网络推流摄像机接收，通过网络平台在客户端显示。
13、本技术的有益效果是：本技术能够在线上远程进行双缝干涉实验，操作方便快捷，实验现象清晰明显，不仅能为广大中学提升实验教学质量，还能为偏远地区的学生提供优质实验教学，有较大的社会推广价值。
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1.一种基于物联网的杨氏双缝干涉数字化实验装置，其特征在于：包括底板(121)、LED光源(1)、单缝片(2)、可切换双缝片(3)、网络推流摄像机(4)、主控板(11)、网络交换机(12)和上位机(13)，所述LED光源(1)、单缝片(2)、可切换双缝片(3)和网络推流摄像机(4)由左至右依次排列于所述底板(121)上；在所述底板(121)上安装有控制所述LED光源(1)的第一步进电机(5)，在所述底板(121)上安装有驱动所述可切换双缝片(3)横向活动的横向驱动单元，在所述底板(121)上还安装有纵向驱动单元，以及通过所述纵向驱动单元安装的竖向驱动单元，所述网络推流摄像机(4)通过所述竖向驱动单元安装；通过所述主控板(11)连接所述网络推流摄像机(4)、第一步进电机(5)、横向驱动单元、纵向驱动单元和竖向驱动单元；所述主控板(11)通过所述网络交换机(12)与所述上位机(13)网络连接；所述单缝片(2)的底部设置有光学支架(10)。
2.根据权利要求1所述的基于物联网的杨氏双缝干涉数字化实验装置，其特征在于：所述横向驱动单元包括横向机架(131)，以及通过所述横向机
3.根据权利要求2所述的基于物联网的杨氏双缝干涉数字化实验装置，其特征在于：所述纵向驱动单元包括纵向机架(132)，以及转动安装于所述纵向机架(132)内的纵向螺杆(142)，以及安装于所述纵向机架(132)的后端，并驱动所述纵向螺杆(142)转动的第四步进电机(8)，在所述纵向机架(132)内，通过所述纵向螺杆(142)配合纵向滑台(152)，所述竖向驱动单元通过所述纵向滑台(152)安装，所述第四步进电机(8)连接所述主控板(11)。
4.根据权利要求3所述的基于物联网的杨氏双缝干涉数字化实验装置，其特征在于：所述竖向驱动单元包括竖向机架(133)，以及转动安装于所述竖向机架(133)内的竖向螺杆(143)，所述竖向机架(133)的底部安装有第五步进电机(9)，所述第五步进电机(9)固定于所述纵向滑台(152)的顶部，在所述竖向机架(133)内，通过所述竖向螺杆(143)配合有竖向滑台(153)，所述网络推流摄像机(4)通过所述竖向滑台(153)安装，所述第五步进电机(9)连接所述主控板(11)。
...【技术特征摘要】
1.一种基于物联网的杨氏双缝干涉数字化实验装置，其特征在于：包括底板(121)、led光源(1)、单缝片(2)、可切换双缝片(3)、网络推流摄像机(4)、主控板(11)、网络交换机(12)和上位机(13)，所述led光源(1)、单缝片(2)、可切换双缝片(3)和网络推流摄像机(4)由左至右依次排列于所述底板(121)上；在所述底板(121)上安装有控制所述led光源(1)的第一步进电机(5)，在所述底板(121)上安装有驱动所述可切换双缝片(3)横向活动的横向驱动单元，在所述底板(121)上还安装有纵向驱动单元，以及通过所述纵向驱动单元安装的竖向驱动单元，所述网络推流摄像机(4)通过所述竖向驱动单元安装；通过所述主控板(11)连接所述网络推流摄像机(4)、第一步进电机(5)、横向驱动单元、纵向驱动单元和竖向驱动单元；所述主控板(11)通过所述网络交换机(12)与所述上位机(13)网络连接；所述单缝片(2)的底部设置有光学支架(10)。
2.根据权利要求1所述的基于物联网的杨氏双缝干涉数字化实验装置，其特征在于：所述横向驱动单元包括横向机架(131)，以及通过所述横向机架(131)转动安装的横向螺杆(141)，以及安装于所述横向机架(131)外部，并驱动所述横向螺杆(141)转动的第二步进电机(7)，所述第二步进电机(7)连接所述主控...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑斌鑫，李伟达，季哲宇，许富洋，
申请(专利权)人：浙江师范大学，
类型：新型
国别省市：
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