幾何光學(xué)演示儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種幾何光學(xué)教學(xué)和演示的儀器，特別是涉及一種幾何光學(xué)演示儀。
【背景技術(shù)】
[0002]目前國內(nèi)幾何光學(xué)演示方面的儀器并不多，中學(xué)和大學(xué)老師在講授幾何光學(xué)課程時，幾乎沒有什么教學(xué)演示的儀器，使學(xué)生感到抽象，學(xué)習(xí)起來也比較吃力，更沒有東西來驗證書本上的理論是否正確，這樣，學(xué)生學(xué)習(xí)起來只能死板地照本宣科，不利于思維的發(fā)散。2014年I月22日公開的申請?zhí)枮?01310477348.5的發(fā)明創(chuàng)造公開了一種幾何光學(xué)實驗儀，其顯示屏用鉸鏈連接，難以保證入射光線和反射光線很好的顯示在顯示屏上，實驗不夠精密，演示效果不是很理想，且不能演示折射現(xiàn)象。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷，提供一種幾何光學(xué)演示儀，該演示儀不僅操作簡單，可以演示反射、折射現(xiàn)象，還能定量測量入射角、反射角和折射角，通過實驗和計算，驗證光的反射定律和折射定律。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:一種幾何光學(xué)演示儀由演示板、量角器、固定板、緊固件、平面鏡、透明立方體、激光筆、支撐桿、底座、螺栓、螺母和墊片組成，其中，量角器刻畫在演示板上，演示板的底部兩側(cè)安裝有固定板，固定板上留有凹槽，供緊固件插入并固定，平面鏡在演示時被卡在兩塊演示板中間，透明立方體在演示時，將其一個棱沿上部的演示板的底部緊貼，棱對應(yīng)的側(cè)面與下部的演示板的表面緊貼，激光筆發(fā)出的光線需對準(zhǔn)量角器O刻度線底部的原點，支撐桿一端固定在上部的演示板的背面，另一端固定在底座上，通過量角器可以量出光線的入射角、反射角和折射角。
[0005]作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述的演示板底部表面光滑且水平，量角器底部沿線與演示板底部重合，量角器底部中心與演示板底部中心重合。
[0006]作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述的量角器不是普通所用的量角器，其O刻度線在垂直方向，與底部成90度角，刻畫在演示板上。
[0007]作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述的固定板上留有凹槽，凹槽有一定長度，可以使兩個演示板錯開，固定板的一端與演示板的底部側(cè)面固定為一體。
[0008]作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述的緊固件由螺栓、螺母和墊片組成，使用時插在兩個固定板間，用于固定演示板。
[0009]作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述的透明立方體為任意透明的立方體，演示時，其中一個面需與下部的演示板的表面緊貼。
[0010]作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述的激光筆為綠光激光筆，功率較大，約為5MW。
[0011]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比有如下優(yōu)點:
[0012]不僅可以演示反射、折射現(xiàn)象，還能定量測量入射角、反射角和折射角，通過實驗和計算，驗證光的反射定律和折射定律，結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，精密度較高。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明關(guān)于反射現(xiàn)象的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2為本發(fā)明關(guān)于折射現(xiàn)象的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖3為本發(fā)明所用緊固件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖4為本發(fā)明的固定板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖5為本發(fā)明所用量角器的示意圖。
[0018]圖中標(biāo)號為:1.演不板，2.量角器，3.固定板，4.緊固件，5.平面鏡，6.透明立方體，7.激光筆，8.反射光線，9.折射光線，10.支撐桿，11.底座，12.螺栓，13.螺母，14.墊片。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0020]圖1所示實施例為反射現(xiàn)象的結(jié)構(gòu)示意圖。一種幾何光學(xué)演示儀由演示板(I)、量角器(2)、固定板(3)、緊固件⑷、平面鏡(5)、透明立方體(6)、激光筆(7)、支撐桿(10)、底座(11)、螺栓(12)、螺母(13)和墊片(14)組成，演示板⑴上刻畫有量角器(2)，演示板
(1)的底部兩側(cè)安裝有固定板(3)，固定板(3)上留有凹槽，供緊固件(4)插入并固定，緊固件(4)的尺寸選擇由凹槽的大小決定，支撐桿(10) —端固定在上部的演示板(I)的背面，另一端固定在底座(11)上。在演示光的反射現(xiàn)象時，平面鏡(5)卡在兩塊演示板(I)的中間，緊固件(4)插在固定板(3)的凹槽中，兩個量角器(2)的O刻度線底部的原點對齊，把緊固件(4)擰緊并固定，激光筆(7)發(fā)出的光線對準(zhǔn)量角器(2)底部的原點，通過激光筆(7)發(fā)出的光線在平面鏡(5)的表面發(fā)生發(fā)射，從而可以看到入射光線和反射光線(8)，用量角器⑵量出入射角和反射角，改變激光筆⑵的入射方向可以多測幾組數(shù)據(jù)，進(jìn)而驗證光的反射定律。
[0021]圖2所示實施例為折射現(xiàn)象的結(jié)構(gòu)示意圖。在演示光的折射現(xiàn)象時，兩個量角器
(2)的O刻度線底部的原點對齊，緊固件(4)插在固定板(3)的凹槽中擰緊并固定，將透明立方體￠)的一個棱沿上部的演示板(I)的底部緊貼，棱對應(yīng)的側(cè)面與下部的演示板(I)的表面緊貼，透明立方體(6)用手托住，激光筆(7)發(fā)出的光線對準(zhǔn)量角器(2)底部的原點，通過激光筆(7)發(fā)出的光線在透明立方體￠)的表面發(fā)生反射，在其內(nèi)部發(fā)生折射，從而可以看到入射光線、反射光線(8)和折射光線(9)，用量角器(2)量出入射角、反射角和折射角，改變激光筆(7)的入射方向可以多測幾組數(shù)據(jù)，進(jìn)而驗證光的折射定律Oi1Sinei= n2sin02)，如果透明立方體(6)的折射率未知，還可用此方法計算透明立方體￠)的折射率。
[0022]圖3所示實施例為緊固件(4)的結(jié)構(gòu)示意圖。緊固件(4)由螺栓(12)、螺母(13)和墊片(14)組成，使用時將螺栓(12)插在固定板(3)的凹槽中，旋緊螺母(13)即可固定兩個演示板(1)，螺栓(12)和螺母(13)的下部與固定板(3)接觸的地方用墊片(14)連接，防止長期使用而損壞固定板(3)。
[0023]圖4所示實施例為固定板(3)的結(jié)構(gòu)示意圖，其間留有大小適中的凹槽，供緊固件
(4)插入并固定，固定板(3)的一端與演示板(I)的底部側(cè)面固定為一體。
[0024]圖5所示實施例為量角器(2)的示意圖，其O刻度線在垂直方向，與底部成90度角，量角器(2)刻畫在演示板(I)上。
【主權(quán)項】
1.一種幾何光學(xué)演示儀，其特征在于:由演示板(1)、量角器(2)、固定板(3)、緊固件(4)、平面鏡(5)、透明立方體(6)、激光筆(7)、支撐桿(10)、底座(11)、螺栓(12)、螺母(13)和墊片(14)組成，其中，量角器(2)刻畫在演示板(I)上，演示板(I)的底部兩側(cè)安裝有固定板(3)，固定板(3)上留有凹槽，供緊固件(4)插入并固定，平面鏡(5)在演示時被卡在兩塊演示板(I)中間，透明立方體(6)在演示時，將其一個棱沿上部的演示板(I)的底部緊貝占，棱對應(yīng)的側(cè)面與下部的演示板(I)的表面緊貼，激光筆(7)發(fā)出的光線需對準(zhǔn)量角器(2)0刻度線底部的原點，支撐桿(10) —端固定在上部的演示板(I)的背面，另一端固定在底座(11)上，通過量角器(2)可以量出光線的入射角、反射角和折射角。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的幾何光學(xué)演示儀，其特征在于:所述的演示板(I)底部表面光滑且水平，量角器(2)底部沿線與演示板(I)底部重合，量角器(2)底部中心與演示板(I)底部中心重合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的幾何光學(xué)演示儀，其特征在于:所述的量角器(2)不是普通所用的量角器，其O刻度線在垂直方向，與底部成90度角，刻畫在演示板(I)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的幾何光學(xué)演示儀，其特征在于:所述的固定板(3)上留有凹槽，凹槽有一定長度，可以使兩個演示板(I)錯開，固定板(3)的一端與演示板(I)的底部側(cè)面固定為一體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的幾何光學(xué)演示儀，所述的緊固件(4)由螺栓(12)、螺母(13)和墊片(14)組成，使用時插在兩個固定板(3)間，用于固定演示板(I)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的幾何光學(xué)演示儀，所述的透明立方體(6)為任意透明的立方體，演示時，其中一個面需與下部的演示板(I)的表面緊貼。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的幾何光學(xué)演示儀，所述的激光筆(7)為綠光激光筆，功率較大，約為5麗。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種幾何光學(xué)演示儀，在演示板上刻畫有量角器，演示板的底部兩側(cè)安裝有固定板，固定板上留有凹槽，供緊固件插入并固定，平面鏡在演示時被卡在兩塊演示板中間，透明立方體在演示時，將其一個棱沿上部的演示板的底部緊貼，棱對應(yīng)的側(cè)面與下部的演示板的表面緊貼，激光筆發(fā)出的光線對準(zhǔn)量角器0刻度線底部的原點，支撐桿一端固定在上部的演示板的背面，另一端固定在底座上，通過量角器可以量出光線的入射角、反射角和折射角。本發(fā)明不僅可以演示反射、折射現(xiàn)象，還能定量測量入射角、反射角和折射角，通過實驗和計算，驗證光的反射定律和折射定律，同時還能計算透明物體的折射率，結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，能很好地應(yīng)用于教學(xué)中。
【IPC分類】G09B23-04
【公開號】CN104700689
【申請?zhí)枴緾N201510079142
【發(fā)明人】童領(lǐng), 唐義甲, 韓森, 趙文龍
【申請人】阜陽師范學(xué)院
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2015年2月9日