CN105761593A - 一种演示光传播原理的物理实验仪器 - Google Patents

一种演示光传播原理的物理实验仪器 Download PDF

Info

Publication number
CN105761593A
CN105761593A CN201610337278.7A CN201610337278A CN105761593A CN 105761593 A CN105761593 A CN 105761593A CN 201610337278 A CN201610337278 A CN 201610337278A CN 105761593 A CN105761593 A CN 105761593A
Authority
CN
China
Prior art keywords
light
laser
source
physical experiment
scattering
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201610337278.7A
Other languages
English (en)
Inventor
向红先
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chengdu Yuya Science and Technology Co Ltd
Original Assignee
Chengdu Yuya Science and Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chengdu Yuya Science and Technology Co Ltd filed Critical Chengdu Yuya Science and Technology Co Ltd
Priority to CN201610337278.7A priority Critical patent/CN105761593A/zh
Publication of CN105761593A publication Critical patent/CN105761593A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B23/00—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes
    • G09B23/06—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes for physics
    • G09B23/22—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes for physics for optics

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Algebra (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Educational Administration (AREA)
  • Educational Technology (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

一种演示光传播原理的物理实验仪器，包括激光器、光源光线角度指针、光源光线角度盘、半圆形光折射体、出射光线角度盘和光散射体，激光器和光源光线角度指针固定连接，光源光线角度指针方向与激光器出光方向相反并指向光源光线角度盘的刻度，激光光源紧贴半圆形光折射体的圆周面，其特征在于，光散射体包含基材和光散射粒子，光散射粒子的浓度从圆心向外递减变化，从半圆形光折射体出射的光线射入光散射体，光散射体将入射的激光光束散射，形成一条箭头型散射指示光带，起到演示单根光线传播路径的作用。

Description

一种演示光传播原理的物理实验仪器
技术领域
本发明涉及教学用具技术领域，具体涉及一种光传播原理的演示仪。
背景技术
在中学物理课程中，光学知识是课程中的重要学习组成部分。自然光在空气、水等介质中的传播路径是用肉眼无法观察到，因此学生对光的反射、折射、全反射等光学现象缺乏直观、形象的认识，如果教师在教学过程中仅采用几何作图结合口述讲解的方法对光的折射、全反射等光学现象进行讲解，学生会感觉抽象乏味，不利于理解和记忆，影响教学效果。尤其是理解光的全反射和临界角的概念，能判断是否发生全反射，并能解决有关的问题，需要借助有相关仪器进行形象的演示。
在教学仪器的不断改进中，通常采用激光笔、激光器作为光源，设计光传播现象的教学演示仪，借助激光的高准直性特点，展示单根光线的传播路径，以便与几何作图中的光线形成对应，便于学生的理解和记忆。根据人眼的视觉原理，只有光线射入人眼，才能看到其存在。激光准直传播，在传播路径上遇到光散射物质时，光线才会改变传播方向，照射入人眼，从而被人眼直观地观察到单根光线传播路径。目前出于安全考虑，避免学生误操作导致激光损伤眼睛，让学生操作的激光演示仪，元件和光传播路径需要一起安装在封闭腔体内，激光在设计的光路上以直线准直地传播时，不会有光线从传播路径上偏离，射入实验观察者的眼睛，希望展示的单根光线传播路径无法被非常直观地观察到。这是目前光传播原理教学演示仪设计上面临的主要困扰。
中国专利200820164494.7公开了一种光传播原理演示仪，通过在演示仪的腔体内充入烟雾或者肥皂水作为光扩散介质，将单根光线传播路径展示出来。其缺点在于每次实验都需要制备烟雾或者肥皂水；无法很清楚地测量入射光线和折射光线的角度，实验方案耗时、复杂、可操作性差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种演示光传播原理的物理实验仪器，用以解决现有演示仪器难以演示单根光线传播路径的问题，其技术方案如下：
一种演示光传播原理的物理实验仪器，包括激光器、光源光线角度指针、光源光线角度盘、半圆形光折射体、出射光线角度盘和光散射体，激光器和光源光线角度指针固定连接，光源光线角度指针方向与激光器出光方向相反并指向光源光线角度盘的刻度，激光光源紧贴半圆形光折射体的圆周面，其特征在于，光散射体包含基材和光散射粒子，光散射粒子的浓度从圆心向外递减变化，从半圆形光折射体出射的光线射入光散射体，光散射体将入射的激光光束散射，形成一条箭头型散射指示光带，起到演示单根光线传播路径的作用。
半圆形光折射体与半圆形光折射体的圆心位置重合，直径边平行。
作为进一步优选，光散射体的厚度大于半圆形光折射体的厚度。
作为进一步优选，光源能够绕半圆形光折射体的圆心进行旋转，始终指向半圆形光折射体的圆心。
作为进一步优选，光散射体的下表面与半圆形光折射体的下表面，位于同一水平面内。
作为进一步优选，激光器发出的激光为可见光波段激光。
作为进一步优选，光散射体为透明基材中掺入光散射颗粒的复合体，透明基材可为玻璃、硅胶、环氧树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯等，光散射颗粒可以为无机纳米光散射颗粒或有机纳米光散射颗粒。
光源光线角度指针，在光源光线角度盘上，指示出入射光线的入射角度。散射指示光带，在出射光线角度盘上，指示出射光线的角度。从而清晰地演示出光的折射和全反射现象。
本发明方法具有如下优点：
本发明同现有技术相比较，采用可被激光器发射的激光激发的光散射体，形成一条散射指示光带，能够清晰地呈现单根光线传播路径，演示出光的折射和全反射现象。利于学生自己动手实验和观察老师的演示实验，理解光的折射和全反射现象。而且本装置简单，清晰，容易操作。
附图说明
图1为本发明实施例的演示光传播原理物理实验仪器示意图。
图中的附图标记为:1、激光器；2、光源光线角度指针；3、半圆形光折射体；4、光源光线角度盘；5、出射光线角度盘；6、光散射体；7、散射指示光带。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
一种演示光传播原理的物理实验仪器，包括激光器1、光源光线角度指针2、半圆形光折射体3、光源光线角度盘4、出射光线角度盘5和光散射体6，激光器1和光源光线角度指针固定连接，光源光线角度指针方向与激光器1出光方向相反并指向光源光线角度盘4的刻度，激光光源紧贴半圆形光折射体3的圆周面，其特征在于，光散射体6包含基材和光散射粒子，光散射粒子的浓度从圆心向外递减变化，从半圆形光折射体3出射的光线射入光散射体6，光散射体6将入射的激光光束散射，形成一条箭头型散射指示光带7，起到演示单根光线传播路径的作用。
半圆形光折射体3与半圆形光折射体3的圆心位置重合，直径边平行。
作为进一步优选，光散射体6的厚度大于半圆形光折射体3的厚度。
作为进一步优选，光源能够绕半圆形光折射体3的圆心进行旋转，始终指向半圆形光折射体3的圆心。
作为进一步优选，光散射体6的下表面与半圆形光折射体3的下表面，位于同一水平面内。
作为进一步优选，激光器1发出的激光为蓝光激光。
作为进一步优选，光散射体6为透明基材中掺入光散射颗粒的复合体，透明基材可为玻璃、硅胶、环氧树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯或聚苯乙烯的其中一种，光散射颗粒为无机纳米光散射颗粒。
光源光线角度指针，在光源光线角度盘4上，指示出入射光线的入射角度。散射指示光带7，在出射光线角度盘5上，指示出射光线的角度。从而清晰地演示出光的折射和全反射现象。
实施例2
一种演示光传播原理的物理实验仪器，包括激光器1、光源光线角度指针2、半圆形光折射体3、光源光线角度盘4、出射光线角度盘5和光散射体6，激光器1和光源光线角度指针固定连接，光源光线角度指针方向与激光器1出光方向相反并指向光源光线角度盘4的刻度，激光光源紧贴半圆形光折射体3的圆周面，其特征在于，光散射体6包含基材和光散射粒子，光散射粒子的浓度从圆心向外递减变化，从半圆形光折射体3出射的光线射入光散射体6，光散射体6将入射的激光光束散射，形成一条箭头型散射指示光带7，起到演示单根光线传播路径的作用。
半圆形光折射体3与半圆形光折射体3的圆心位置重合，直径边平行。
作为进一步优选，光散射体6的厚度大于半圆形光折射体3的厚度。
作为进一步优选，光源能够绕半圆形光折射体3的圆心进行旋转，始终指向半圆形光折射体3的圆心。
作为进一步优选，光散射体6的下表面与半圆形光折射体3的下表面，位于同一水平面内。
作为进一步优选，激光器1发出的激光为蓝光激光。
作为进一步优选，光散射体为透明基材中掺入光散射颗粒的复合体，透明基材可为硅胶、环氧树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯或聚苯乙烯中的一种，光散射颗粒为有机纳米光散射颗粒。
光源光线角度指针，在光源光线角度盘4上，指示出入射光线的入射角度。散射指示光带7，在出射光线角度盘5上，指示出射光线的角度。从而清晰地演示出光的折射和全反射现象。
实施例3
一种演示光传播原理的物理实验仪器，包括激光器1、光源光线角度指针2、半圆形光折射体3、光源光线角度盘4、出射光线角度盘5和光散射体6，激光器1和光源光线角度指针固定连接，光源光线角度指针方向与激光器1出光方向相反并指向光源光线角度盘4的刻度，激光光源紧贴半圆形光折射体3的圆周面，其特征在于，光散射体6包含基材和光散射粒子，光散射粒子的浓度从圆心向外递减变化，从半圆形光折射体3出射的光线射入光散射体6，光散射体6将入射的激光光束散射，形成一条箭头型散射指示光带7，起到演示单根光线传播路径的作用。
半圆形光折射体3与半圆形光折射体3的圆心位置重合，直径边平行。
作为进一步优选，光散射体6的厚度大于半圆形光折射体3的厚度。
作为进一步优选，光源能够绕半圆形光折射体3的圆心进行旋转，始终指向半圆形光折射体3的圆心。
作为进一步优选，光散射体6的下表面与半圆形光折射体3的下表面，位于同一水平面内。
作为进一步优选，激光器1发出的激光为红光激光。
作为进一步优选，光散射体6为透明基材中掺入光散射颗粒的复合体，透明基材为硅胶、环氧树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯或聚苯乙烯中的一种，光散射颗粒为有机纳米光散射颗粒。
光源光线角度指针，在光源光线角度盘4上，指示出入射光线的入射角度。散射指示光带7，在出射光线角度盘5上，指示出射光线的角度。从而清晰地演示出光的折射和全反射现象。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (7)

1.一种演示光传播原理的物理实验仪器，包括激光器、光源光线角度指针、光源光线角度盘、半圆形光折射体、出射光线角度盘和光散射体，激光器和光源光线角度指针固定连接，光源光线角度指针方向与激光器出光方向相反并指向光源光线角度盘的刻度，激光光源紧贴半圆形光折射体的圆周面，其特征在于，光散射体包含基材和光散射粒子，光散射粒子的浓度从圆心向外递减变化，从半圆形光折射体出射的光线射入光散射体，光散射体将入射的激光光束散射，形成一条箭头型散射指示光带，起到演示单根光线传播路径的作用。
2.根据权利要求1所述的演示光传播原理物理实验仪器，其特征在于，半圆形光折射体与半圆形光折射体的圆心位置重合，直径边平行。
3.根据权利要求1所述的演示光传播原理物理实验仪器，其特征在于，光散射体的厚度大于半圆形光折射体的厚度。
4.根据权利要求1和2所述的演示光传播原理物理实验仪器，其特征在于，光源能够绕半圆形光折射体的圆心进行旋转，始终指向半圆形光折射体的圆心。
5.根据权利要求1和3所述的演示光传播原理物理实验仪器，其特征在于，光散射体的下表面与半圆形光折射体的下表面，位于同一水平面上。
6.根据权利要求1所述的演示光传播原理物理实验仪器，其特征在于，激光器发出的激光为可见光波段激光。
7.根据权利要求1所述的演示光传播原理物理实验仪器，其特征在于，光散射体为透明基材中掺入光散射颗粒的复合体，透明基材可为玻璃、硅胶、环氧树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯等，光散射颗粒可以为无机纳米光散射颗粒或有机纳米光散射颗粒。
CN201610337278.7A 2016-05-21 2016-05-21 一种演示光传播原理的物理实验仪器 Pending CN105761593A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610337278.7A CN105761593A (zh) 2016-05-21 2016-05-21 一种演示光传播原理的物理实验仪器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610337278.7A CN105761593A (zh) 2016-05-21 2016-05-21 一种演示光传播原理的物理实验仪器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105761593A true CN105761593A (zh) 2016-07-13

Family

ID=56323134

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610337278.7A Pending CN105761593A (zh) 2016-05-21 2016-05-21 一种演示光传播原理的物理实验仪器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105761593A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109751947A (zh) * 2019-01-16 2019-05-14 四川同风源建设工程有限公司 一种公路隧道侧壁灯具照面调整器及其使用方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1244394A2 (de) * 1999-12-23 2002-10-02 Northern Digital Inc. Reflektorsystem zur positionsbestimmung
CN201057575Y (zh) * 2006-12-29 2008-05-07 黄学时 雾、液式光学综合实验仪
CN101246649A (zh) * 2008-01-29 2008-08-20 吴利明 光路显示组合
DE202008015402U1 (de) * 2008-11-19 2009-02-12 Cerion Gmbh Optische Lichtstreueinheit
CN201242824Y (zh) * 2008-01-29 2009-05-20 吴利明 光折射演示板
CN103440805A (zh) * 2013-09-03 2013-12-11 湖南工业大学 分光计演示实验仪
CN105355126A (zh) * 2015-12-08 2016-02-24 玉林师范学院 一种光的反射与折射测量装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1244394A2 (de) * 1999-12-23 2002-10-02 Northern Digital Inc. Reflektorsystem zur positionsbestimmung
CN201057575Y (zh) * 2006-12-29 2008-05-07 黄学时 雾、液式光学综合实验仪
CN101246649A (zh) * 2008-01-29 2008-08-20 吴利明 光路显示组合
CN201242824Y (zh) * 2008-01-29 2009-05-20 吴利明 光折射演示板
DE202008015402U1 (de) * 2008-11-19 2009-02-12 Cerion Gmbh Optische Lichtstreueinheit
CN103440805A (zh) * 2013-09-03 2013-12-11 湖南工业大学 分光计演示实验仪
CN105355126A (zh) * 2015-12-08 2016-02-24 玉林师范学院 一种光的反射与折射测量装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109751947A (zh) * 2019-01-16 2019-05-14 四川同风源建设工程有限公司 一种公路隧道侧壁灯具照面调整器及其使用方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Uwamahoro et al. Physics students’ conceptual understanding of geometric optics: Revisited analysis
Kaewkhong et al. Thai high-school students’ misconceptions about and models of light refraction through a planar surface
CN105894927B (zh) 一种物理实验演示仪
Gürel et al. A content analysis of physics textbooks as a probable source of misconceptions in geometric optics
CN104167142A (zh) 多功能光学实验仪
CN103544873B (zh) 光纤通信原理演示仪
CN205609077U (zh) 一种光的折射规律演示装置
Kuzniak Teaching and learning Geometry and beyond
CN205050453U (zh) 一种中学物理光学显示仪
CN105761593A (zh) 一种演示光传播原理的物理实验仪器
CN203325304U (zh) 光的反射、折射演示仪
CN105261272B (zh) 折射仪教学模型
McGregor et al. Shedding light on boundaries: re-sequencing Snell’s law instruction to first build conceptual understanding
CN202795865U (zh) 几何光学综合实验仪
CN102081875B (zh) 光纤传播原理演示仪
CN103761914A (zh) 一种光反射定律演示教学仪
CN201242824Y (zh) 光折射演示板
CN208954454U (zh) 一种光学演示教具
Meisaroh Development of Android-Based Interactive Mobile Learning with Guided Inquiry Models to Improve Higher Order Thinking Skills on Light Wave Material
CN203721100U (zh) 一种光反射定律演示教学仪
Balbon Localized Apparatus in Teaching Geometrical Optics
Bernad et al. Teaching the physics behind a 3D cinema through experiments supported by ICT
Bozdoğan et al. Science and technology teachers’ opinions about problems faced while teaching 8th grade science unit “force and motion” and suggestions for solutions
Şengören PROSPECTIVE PHYSICS TEACHERS’USE OF MULTIPLE REPRESENTATIONS FOR SOLVING THE IMAGE FORMATION PROBLEMS
Isik Comparing the images formed by uses of lens surfaces

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20160713