一种光学现象集成演示器的制作方法

本实用新型涉及一种光学现象集成演示器，属于教学工具领域。

背景技术：

初中物理课程中，涉及了光的直线传播、光的反射、折射定律、透镜对光的作用等光学的初步知识，在课程教学中，学生对其物理原理不易理解，老师往往需要借助简易的教具演示物理现象帮助学生理解，但是每次都需要使用不同的演示仪器针对某种物理现象进行演示，携带不方便，且无法组合演示。

技术实现要素：

本实用新型提供一种光学现象集成演示器，使用方便，能够组合演示不同的光学现象。

为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：

一种光学现象集成演示器，其特征在于：包括透明缸体、可拆卸安装在透明缸体底板上的平面镜、凹面镜、凸面镜以及若干激光笔，所述透明缸体顶部可拆卸安装有盖板，所述盖板上开设有注烟孔；所述缸体后侧板的前侧壁上安装有量角器，缸体后侧板的后侧壁开设有与量角器相配合的弧形滑槽；

光学现象集成演示器还包括光束组件，所述光束组件包括若干个移动支架,所述每个移动支架包括竖直设置的立板，所述立板的一端部安装有两个平行设置的固定板，所述两个固定板上同心开设有用于固定激光笔的固定孔；所述立板的另一端部安装有用于与弧形滑槽滑动接触的滑轨，且所述滑轨的轴线与立板的轴线互相垂直。

作为本实用新型的进一步改进，所述光束组件还包括平行光支架，所述平行光支架包括竖直设置的连接板以及垂直安装在连接板顶部的支架板，所述支架板上开设若干用于固定激光笔的安装孔，所述若干安装孔的中心连线与连接板相互平行；所述平行光支架还包括垂直安装在连接板底部的支撑板，所述支撑板的轴线与连接板相互平行，且支撑板的底部用于与弧形滑槽滑动接触。

作为本实用新型的进一步改进，所述缸体的一侧壁上安装有凸透镜和凹透镜。

作为本实用新型的进一步改进，还包括用于放置在透明缸体底板上的z型潜望镜和c型潜望镜，所述z型潜望镜包括z型固定架以及分别安装在z型固定架的两个直角处的第一平面镜，且两个第一平面镜相对平行设置；所述c型潜望镜包括凹型固定架以及分别安装在凹型固定架的两个直角处的第二平面镜，且所述两个第二平面镜沿凹型固定架的中心线对称设置。

作为本实用新型的进一步改进，还包括用于放置在透明缸体的底板上的直角反射器，所述直角反射器包括相互垂直设置的两个第三平面镜，且第三平面镜的反光面均朝向内侧设置。

作为本实用新型的进一步改进，还包括盛装在透明缸体内的地板蜡溶液。

作为本实用新型的进一步改进，光学现象集成演示器还包括用于放置透明缸体的底座转台。

相对于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型结构简单，立体可视，使用方便，能够集成、组合演示光的反射、折射等不同的光学现象，提高了实验效率，教学效果好；

2、移动支架的设置即便于固定激光笔，同时移动支架底部的滑轨与弧形滑槽滑动配合，使得立板在量角器的轨道上做弧线滑动，能保证入射点在量角器圆心位置，提高了实验效率和实验准确性；

3、使用平行光支架可同时固定多个平行设置的激光笔，便于在光的反射等光学实验中快速设置平行光和调整光线位置，提高了实验效率；

4、缸体中设置量角器便于在进行光学实验时直观地观察激光的入射角和反射角的角度；

5、z型/c型潜望镜以及直角反射器的设置能够清楚的直接观察激光经过不同的反射后的光路变化，操作方便；

6、将透明缸体放置在底座转台上，使得透明缸体可以随底座转台转动，便于旋转透明缸体，多角度展示实验过程，演示更加直观。

附图说明

图1是本实用新型实施例中集成缸的结构示意图；

图2是本实用新型实施例中z型潜望镜的结构示意图；

图3是本实用新型实施例中c型潜望镜的结构示意图；

图4是本实用新型实施例中直角反射器的结构示意图；

图5是本实用新型实施例中平行光支架的结构示意图；

图6是本实用新型实施例中移动支架的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作详细描述。

如图1所示，本实施例为一种光学现象集成演示器，包括透明缸体1以及可拆卸安装在透明缸体1底部的平面镜7、凹面镜6、凸面镜8，所述透明缸体1为长方体，顶部可拆卸安装有盖板，所述盖板上开设有注烟孔9。所述缸体1后侧板的前侧壁上安装有量角器4，缸体1后侧板的后侧壁上开设有与量角器相配合的弧形滑槽2。本实施例还包括若干激光笔。

进一步地，本实施例还包括用于放置透明缸体的底座转台，便于旋转透明缸体和多角度展示实验过程。

如图6所示，本实施例还包括光束组件，所述光束组件包括若干个移动支架14，所述每个移动支架14包括竖直设置的立板141，所述立板141的上端部安装有两个平行设置的固定板143，所述两个固定板143上同心开设有用于固定激光笔的固定孔144；所述立板141的下端部安装有用于与弧形滑槽2滑动接触的滑轨142，且所述滑轨142的轴线与立板141的轴线互相垂直。所述两个固定孔144的中心线与滑轨142的轴线相互垂直。

具体的，本实施例在进行光的反射规律实验时，从盖板的注烟孔9向缸体1内注入烟雾，在其中一个移动支架14上安装红色激光笔，并通过滑轨142沿弧形滑槽2滑动至量角器4的90°刻度线上，红色激光笔照射在平面镜7上形成法线。然后在另一个移动支架14上安装绿色激光笔，通过滑轨142沿弧形滑槽2滑动，使绿色激光笔红色激光笔的一侧向平面镜7上照射，且绿色激光笔在平面镜7上的光点与法线在平面镜7上的光点重合，此时能够观察到绿色激光笔的反射线，且通过量角器4可以读出入射角和反射角的角度，旋转缸体1可以看到绿色激光笔的入射线、反射线与法线三线共面。改变绿色激光笔的照射角度，可以观察反射角度的变化。

进一步地，如图5所示，所述光束组件还包括平行光支架13，所述平行光支架13包括竖直设置的连接板131以及垂直安装在连接板131顶部的支架板132，所述支架板132上开设若干用于固定激光笔的安装孔133，所述若干安装孔133的中心连线与连接板131相互平行。所述平行光支架13还包括垂直安装在连接板131底部的支撑板134，所述支撑板134的轴向与连接板131相互平行，且支撑板134的底部与弧形滑槽2滑动接触。

具体的，本实施例在进行凹面镜6、凸面镜8和平面镜7对平行光线的作用的实验时，从盖板的注烟孔9向缸体1内注入烟雾，在平行光支架13的安装孔133上安装两只相互平行的激光笔，通过支撑板134在弧形滑槽2内滑动，使两只激光笔的入射线分别平行射入凸面镜8、平面镜7和凹面镜6，可观察到凸面镜8对光线的发散作用、凹面镜6对光线的汇聚作用，平面镜7对光的反射作用。本实施例中平行光支架13的多个安装孔133上可根据需要安装不同颜色的激光笔。

进一步地，本实施例还包括安装在透明缸体1一侧壁上的凹透镜3和凸透镜5。具体的，本实施例在进行凹凸透镜5对光的作用实验时，从盖板的注烟孔9向缸体1内注入烟雾，使用激光笔的满天星功能，或者在平行光支架13的安装孔133上安装两只相互平行的激光笔，分别照射缸体1侧壁上安装的凸透镜5和凹透镜3，可以在透明缸体1中分别看到汇聚的光束和发散的光束。

进一步地，如图2和图3所示，本实施例还包括用于放置在缸体1底板上的z型潜望镜10和c型潜望镜11，所述z型潜望镜10包括z型固定架101以及安装在z型固定架101的两个直角处的第一平面镜102，且两个第一平面镜102相对平行设置。所述c型潜望镜11包括凹型固定架111以及安装在凹型固定架111的两个直角处的第二平面镜112，且所述两个第二平面镜112沿凹型固定架111的中心线对称设置。

具体的，使用本实施例研究z型潜望镜10和c型潜望镜11的光路实验时，将z型潜望镜10和c型潜望镜11分别放置在缸体1的底板上，从盖板的注烟孔9向缸体1内注入烟雾，使用激光笔照射其中一个第一平面镜102或第二平面镜112，可观察到z型潜望镜10中光路为z型，且入射线与最终的反射线相互平行，c型潜望镜11的光路为反射角为直角的c型，且入射线与最终的反射线相互平行。

进一步地，如图4所示，本实施例还包括用于放置在缸体1的底板上的直角反射器12，所述直角反射器12包括相互垂直设置的两个第三平面镜121，且第三平面镜121的反光面均朝向内侧设置。

具体的，使用本实施例演示直角反射器12的光路实验时，将直角放射器放置在缸体1的底板上，从盖板的注烟孔9向缸体1内注入烟雾，使用激光笔倾斜照射其中一个第三平面镜121，观察经直角反射器12后的两个反射角均为直角，且入射线与最终的反射线相互平行，改变激光笔的照射角度，观察光路之间的角度不变。

进一步地，本实施例还包括盛装在缸体1内的地板蜡溶液，使用本实施例演示光色色散中红、蓝光传播距离实验时，打开透明缸体1的盖板，向透明缸体1中注入深度约20cm的清水，并滴入3-5ml地板蜡溶液充分搅拌。首先用红色激光笔从缸体1的一侧照射，可以观察到较为清晰的红色光路，然后用蓝色激光笔照射，水域大面积泛蓝，说明蓝光更容易散射。然后同时打开蓝色激光笔和红色激光笔从缸体1一侧照射，对比发现红色的路径比蓝色的路径更长，验证了红蓝色光的传播距离，最后转动缸体1，从缸体1的与照射一侧相对的侧面可以看到水域为大片的红色，模拟了地球上的人在早晚看到红霞的情景。

本实施例中透明缸体1使用亚克力材料做成，坚固耐用，立体可视，操作简单、维修方便，并且将功能集成、组合，实现了一组教具完成几乎所有光学实验，实现了高效、节约的理念，发挥了教具最大的使用价值。整个实验器材无需繁复的外接电源，只需要普通激光笔，非常适合教师演示和学生实验。

本实施例除了能够验证朝霞为什么是红色，还能够完成：光的反射、光的折射、凸凹透镜3对光的作用、凸凹平面镜7对平行光线的作用、演示直角反射器12光路、z/c型潜望镜11的光路。本实施例现象明显直观，操作方便，教具创意好，让学生对光现象有一个完整系统、递进式的认识，教学效果好。

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