CN213042520U - 一种几何光学实验综合实验仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种几何光学实验综合实验仪，该综合实验仪主要由红光光纤笔、开关、固定板、光纤接口、一分二分光器、固定螺丝、左侧板、一号卡扣、一号光源、二号卡扣、二号光源、排水口、底板、插头、上遮光板、导线、右遮光板、二号拨杆、造雾器、一号拨杆、角度盘、中心螺丝、背板、透明面板、底座、调平螺母组成，该综合实验仪操作简单，易于观察，使用者可根据实验的实际需要，通过拨杆来改变光源在角度盘上的位置，来进一步改变进行实验的光源入射角大小，有利于学生对光的折射、反射与全反射特点的理解与应用，可在教学中定性地演示光的折射、光的反射以及光的全反射等光学现象，也可定量测量实验数据。

Description

一种几何光学实验综合实验仪

技术领域

本实验新型涉及一种教学与实验仪，尤其涉及几何光学的一种综合实验仪。

背景技术

在现阶段中学物理教学中，光的折射、反射与全反射是非常重要的内容，但中学与高中教材上对于光现象中光的折射、反射以及全反射的演示实验内容较简略，教学一般以图片配上教师的讲授进行传授或者以一些简单的设备进行实验，实验现象不明显，学生实际动手操作少，缺少实验操作和完整的实验方案。在演示实验“探究光折射时的特点”中，由于教材上的实验只是一束光射入水槽中，学生只能观察到光射入水中时的折射现象，而无法测量反射角与入射角的大小，不便于进行实验数据的测量，难以进一步探究光的折射规律。在探究全反射的实验中，教材上是让光沿着半圆形玻璃砖的半径入射到它平直的边上，在这个边与空气的临界面上会发生反射和折射。逐渐增大入射角，观察反射光线和折射光线的变化。缺点在于不能定量临界角数值，难以计算介质折射率。同时一般激光笔功率小，在实验中观察不明显，且需要用手按着按钮保持在同一位置时才能测量数据，这些缺点会给学生在实际操作中带来困难。

发明内容

为了让学生能够更直观地看到光在水中的传播规律，克服以上不足，本实用新型提供一种几何光学实验综合实验仪，涉及一种教学与实验仪器。该综合实验仪主要由红光光纤笔、开关、固定板、光纤接口、一分二分光器、固定螺丝、左侧板、一号卡扣、一号光源、二号卡扣、二号光源、排水口、底板、插头、上遮光板、导线、右遮光板、二号拨杆、造雾器、一号拨杆、角度盘、中心螺丝、背板、透明面板、底座、调平螺母组成。该综合实验仪所采用的技术方案主要有以下几点。

1.本发明提供的一种几何光学实验综合实验仪，主要由红光光纤笔、开关、固定板、光纤接口、一分二分光器、固定螺丝、左侧板、一号卡扣、一号光源、二号卡扣、二号光源、排水口、底板、插头、上遮光板、导线、右遮光板、二号拨杆、造雾器、一号拨杆、角度盘、中心螺丝、背板、透明面板、底座、调平螺母组成，其中所述的红光光纤笔固定在背板的左上方，所述的开关设置在红光光纤笔上，所述的造雾器固定在固定板上，插头穿过面板，延伸到背板后面，所述的一号拨杆与二号拨杆中间有挖孔，位于角度盘的背面，通过中心螺丝将一号拨杆、二号拨杆与角度盘固定在背板的中心，所述的一号光源与二号光源是通过一号卡扣、二号卡扣分别固定在一号拨杆、二号拨杆的一端上，所述的排水口位于实验仪的左下方，可以用于实验结束之后的排水工作，所述的调平螺母，位于两个底座之上，可以用来保持实验仪的水平性。

2.所述的圆形角度盘上面的左半边、右半边都标注了0度至180度的角刻度，横向中心轴为90度线，在进行实验时，水位应该达到这个位置，纵向中心轴为180度线，也是光路的法线，角度盘是通过中心螺丝固定在背板的中心。

3.所述的一分二分光器将红光分成一号光源和二号光源，一号光源和二号光源通过一号卡扣、二号卡扣分别固定在一号拨杆、二号拨杆的一端，并设置为保证能够看到光源所射出的光线照射在角度盘的平面上，可通过手动调节一号拨杆与二号拨杆来调节入射光的入射角度大小。

4.所述的造雾器是固定在固定板上，造雾器的插头穿过面板，延伸到背板后面，进行实验时，接通电源，制造雾，可以使光路更清晰。

5.所述的底座是拱状的弧形结构，在每个底座上安放了两个调平螺母，实验进行之前，用来调节，保持实验仪的水平性，试验后，可以通过调节调平螺母，改变实验仪的左右高度，形成高度差，保证水的顺利排出。

6.所述的红光光纤笔是被固定螺丝固定在背板的左上方，可以减少实验装置进行实验时的不确定性。

本实用新型的有益效果是成本低廉、使用方便、操作简单，可观性好，可以根据要求任意调节入射角的大小，可以直观地演示出光两种介质中的传播规律，可以演示光的反射、折射和全反射现象，有一定的综合性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明，其中图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型的结构示意图如图1所示，该综合实验仪主要由红光光纤笔1、开关2、固定板3、光纤接口4、一分二分光器5、固定螺丝6、左侧板7、一号卡扣8、一号光源9、二号卡扣10、二号光源11、排水口12、底板13、插头14、上遮光板15、导线16、右遮光板17、二号拨杆18、造雾器19、一号拨杆20、角度盘21、中心螺丝22、背板23、透明面板24、底座25、调平螺母26组成。其中一号卡扣8与二号卡扣10、一号光源9与二号光源11都是相同的型号规格，开关2在红光光纤笔1上，一号拨杆20与二号拨杆18中间有挖孔，角度盘21的背面中心轴再从两拨杆中挖孔穿出。一号光源9、二号光源11都是通过一号卡扣8、二号卡扣10固定在一号拨杆20、二号拨杆18上，调节两个拨杆时，两个光源可以沿着角度盘21改变位置，进行圆周移动。一号光源9与一号拨杆20相接，调节控制一号光源9的入射角；二号光源11与二号拨杆18相接，调节控制二号光源11的入射角。一号拨杆20、二号拨杆18都是固定在角度盘21后，与一号光源9、二号光源11、一分二分光器5、红光光纤笔1、造雾器19、角度盘21等形成整体可携带的一种几何光学综合实验仪。

在本实施例中，首先调节调平螺母26，让一号光源9、二号光源11能够通过角度盘21中心，并保证能够看到光源所射出的光线照射在角度盘21的平面上，将水注入本装置中，水位与角度盘21中心相平齐，然后将造雾器19接通电源，释放雾；调节一号拨杆20、二号拨杆18，分别改变一号光源9、二号光源11的入射角度，可以观察到光从水中进入空气时的折射现象和水中的反射现象，从角度盘21上可以读出入射角、折射角和反射角的大小，从而可计算折射率的大小，并总结出光从水中进入空气时的折射角随入射角变化的规律以及入射角和反射角的大小关系。根据光路的可逆原理，可总结出光从空气中进入水中时的折射角随入射角变化的规律。

在上述基础上，选择其中一个拨杆20，调节一号光源9的入射角，调整一定角度时，刚好观察不到折射光线，只看到反射光线，此时观察到是全反射现象，从角度盘21上可以读出入射角的大小，就是临界角的大小，由临界角也可以计算折射率的大小。

Claims (2)

1.一种几何光学实验综合实验仪, 其特征在于主要由红光光纤笔、开关、固定板、光纤接口、一分二分光器、固定螺丝、左侧板、一号卡扣、一号光源、二号卡扣、二号光源、排水口、底板、插头、上遮光板、导线、右遮光板、二号拨杆、造雾器、一号拨杆、角度盘、中心螺丝、背板、透明面板、底座、调平螺母组成，其中所述的红光光纤笔固定在背板的左上方，所述的开关设置在红光光纤笔上，所述的造雾器固定在固定板上，插头穿过面板，延伸到背板后面，所述的一号拨杆与二号拨杆中间有挖孔，位于角度盘的背面，通过中心螺丝将一号拨杆、二号拨杆与角度盘固定在背板的中心，所述的一号光源与二号光源是通过一号卡扣、二号卡扣分别固定在一号拨杆、二号拨杆的一端上，所述的排水口位于实验仪的左下方，可以用于实验结束之后的排水工作，所述的调平螺母，位于两个底座之上，可以用来保持实验仪的水平性。

2.根据权利要求1所述的一种几何光学实验综合实验仪，其特征在于所述的一分二分光器将红光分成一号光源和二号光源，一号光源和二号光源通过一号卡扣、二号卡扣分别固定在一号拨杆、二号拨杆的一端，并设置为保证能够看到光源所射出的光线照射在角度盘的平面上，可通过手动调节一号拨杆与二号拨杆来调节入射光的入射角度大小。

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