CN105261272B - 折射仪教学模型 - Google Patents
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Abstract
一种折射仪教学模型，包括展示板，所述展示板设有折射仪组件甲、折射仪组件乙及折射仪组件丙；所述折射仪组件甲透明储液瓶甲，透明储液瓶甲的两侧分别设有圆弧滑道A及圆弧滑道B；所述折射仪组件乙包括直线滑道C及透明储液瓶乙，透明储液瓶乙的上端面与直线滑道C平行，直线滑道C滑动的设有可沿任意方向转动的光源C，透明储液瓶乙内水平方向设有长方体玻璃砖及半圆柱体玻璃砖；所述折射仪组件丙包括水平方向依次设置的光源D、消色散棱镜组及光斑接收屏。本发明能够很直观地模拟折射仪的每个过程和基本原理，可使学生快速直观的了解并掌握折射仪的知识，现象真实而且清晰。
Description
技术领域
本发明涉及教学用具技术领域，特别涉及一种折射仪教学模型。
背景技术
随着自动化仪器的普及，实验教学中的仪器操作越来越趋于一键式操作，仪器的基本原理逐渐被掩盖，例如阿贝折射仪，这使得学生只能在想象中模拟这种发生过程，让部分学生感到困难，于是拥有一种可以明白展示仪器原理的装置显得很有必要。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提出了一种折射仪教学模型。
本发明的技术方案是：
一种折射仪教学模型，包括展示板，所述展示板设有折射仪组件甲、折射仪组件乙及折射仪组件丙；
所述折射仪组件甲包括一面为弧形的透明储液瓶甲，透明储液瓶甲的上端面设有瓶口甲，透明储液瓶甲的两侧分别设有圆弧滑道A及圆弧滑道B，圆弧滑道A和圆弧滑道B所在的圆心重合，圆弧滑道A滑动的设有光源A，圆弧滑道B滑动的设有光源B，光源B发出的光始终垂直于透明储液瓶甲的弧形面；
所述折射仪组件乙包括直线滑道C及透明储液瓶乙，透明储液瓶乙的上端面设有瓶口乙，透明储液瓶乙的上端面与直线滑道C平行，直线滑道C滑动的设有可沿任意方向转动的光源C，透明储液瓶乙内水平方向设有长方体玻璃砖及半圆柱体玻璃砖；长方体玻璃砖的各端面均为光滑面，半圆柱体玻璃砖与展示板平行的截面为光滑面，上端面和弧形面均为磨砂面；长方体玻璃砖的上端面和半圆柱体玻璃砖的上端面均与直线滑道C平行；
所述折射仪组件丙包括水平方向依次设置的光源D、消色散棱镜组及光斑接收屏。
优选的，所述透明储液瓶甲上端面水平方向的长度尺寸大于左端面竖直方向的长度尺寸，弧形面的主视图对应弧形边的弧度大于90度。
优选的，所述光源A、光源B及光源C均为激光发生器，光源A和光源B发出不同颜色的光，光源D为普通强光光源。
优选的，所述光斑接收屏为白色磨砂板，光斑接收屏垂直固定于展示板上。
优选的，所述展示板分为展示板A和展示板B，折射仪组件甲设在展示板A上，折射仪组件乙和折射仪组件丙设在展示板B上。
优选的，展示板A、B的下端均设有展示板支架，展示板支架通过螺钉固定在展示板上。
优选的，透明储液瓶甲中装满聚乙烯醇溶液或硝酸银溶液；透明储液瓶乙中装满聚乙烯醇溶液或硝酸银溶液。
本发明的技术效果是：
本发明能够很直观地模拟折射仪的每个过程和基本原理，可使学生快速直观的了解并掌握折射仪的知识，现象真实而且清晰，降低教学难度，提高学习效率；本发明各组件便于拆卸及组装，便携性好，方便实用。
附图说明
图1为本发明中展示板A与折射仪组件甲的结构示意图；
图2为本发明中展示板B与折射仪组件乙、丙的结构示意图；
图3为本发明中透明储液瓶甲的立体状态示意图；
图中：1.展示板A、2.圆弧滑道A、3.光源A、4. 透明储液瓶甲、5.圆弧滑道B、6.光源B、7.展示板支架、8.螺钉、9.展示板B、10.直线滑道C、11.光源C、12.长方体玻璃砖、13.半圆柱体玻璃砖、14.透明储液瓶乙、15.光源C、16.消色散棱镜组、17.光斑接收屏、41.瓶口甲、141.瓶口乙。
具体实施方式
本发明的具体实施例参见图1-3，一种射仪教学模型，包括展示板A （1）和展示板B（9），展示板A、B的下端均设有展示板支架7，展示板支架7通过螺钉8固定在展示板A、B上，展示板支架7可以使展示板A、B方便且牢固的竖立在课桌上，方便学生观察；展示板A（1）设有折射仪组件甲，展示板B（9）设有折射仪组件乙和折射仪组件丙；
折射仪组件甲包括一面为弧形的透明储液瓶甲4，透明储液瓶甲4的上端面设有瓶口甲41，透明储液瓶甲4上端面水平方向的长度尺寸大于左端面竖直方向的长度尺寸，弧形面的主视图对应弧形边的弧度大于90度（透明储液瓶甲4为圆柱的一部分）。
透明储液瓶甲4的两侧分别设有圆弧滑道A（2）及圆弧滑道B（5），圆弧滑道A（2）和圆弧滑道B（5）所在的圆心重合，圆弧滑道A（2）滑动的设有光源A（3），圆弧滑道B（5）滑动的设有光源B（6），光源B（6）发出的光始终垂直于透明储液瓶甲4的弧形面；光源A（3）、光源B（6）均为激光发生器，光源A（3）为红光光源，光源B（6）为绿光光源，光源A和光源B发出的光颜色不同，便于实验观察。
折射仪组件乙包括直线滑道C（10）及透明储液瓶乙14，透明储液瓶乙14的上端面设有瓶口乙141，透明储液瓶乙14的上端面与直线滑道C（10）平行，直线滑道C（10）滑动的设有可沿任意方向转动的光源C（11），光源C（11）为激光发生器，透明储液瓶乙14内水平方向设有长方体玻璃砖12及半圆柱体玻璃砖13；长方体玻璃砖12的各端面均为光滑面，半圆柱体玻璃砖13与展示板B（9）平行的截面为光滑面，半圆柱体玻璃砖13的上端面和弧形面均为磨砂面；长方体玻璃砖12的上端面和半圆柱体玻璃砖13的上端面均与直线滑道C（11）平行；
所述折射仪组件丙包括水平方向依次设置的光源D（15）、消色散棱镜组16及光斑接收屏17；消色散棱镜组16采用阿贝折射仪中的消色散棱镜组，光源D（15）为普通强光光源，光斑接收屏17为白色磨砂板，光斑接收屏17垂直固定于展示板B（9）上。
激光能在聚乙烯醇溶液、硝酸银溶液等特定溶剂中发生典型的激光散射现象，可以清楚的显示激光的光线痕迹，本发明利用这一性质，可以在这种无色透明溶液中演示激光通过界面时发生的折射现象，现象真实而且清晰，比在黑板上画线更加直观明了。
使用时，先向透明储液瓶甲4和透明储液瓶乙14中加满聚乙烯醇或硝酸银等激光敏感试剂，打开光源A（3）和光源B（6），调整二者在滑轨上的位置，使其二者光线在同一直线上，此时可清晰地观察到光源A （3）的光线在透明储液瓶甲4中的折射现象；向下滑动光源A（3），当光源A（3）的入射角接近90度时，折射角虽然也在变大，但变大到某一小于90度的角时再也不会变大，透明储液瓶甲4中出现一个折射光线无法达到的扇形暗区，此扇形暗区的角度只和透明储液瓶甲4中溶液的折光率有关，在此明暗界限上标上相关刻度，即可读出此种溶液的折射率，这就是阿贝折射仪可以读出样品折射率的基本原理。
光源C（11）的光线透过长方体玻璃砖12时，光线被折射两次，出射光和入射光是平行的，得不到能和折射率相关的某一偏角；当光源C（11）自半圆柱体玻璃砖13的上端面射入时，出射光不再成一条光线，半圆柱体玻璃砖13的圆弧面全部亮起，虽然有明暗的差别，但是没有完全的暗区。这解释了为什么阿贝折射仪的样品台是由上下两个棱镜组成，与样品接触的上棱镜表面是磨砂面，下棱镜表面是光滑平面。如果样品台上下表面都是平滑的，出射光将会像透过长方体玻璃砖所演示的那样，得不到如透明储液瓶甲4中所观察到的特征扇形暗区。磨砂面则是将样品的上表面变成了一个新的180度全方向覆盖的光源，下表面光滑则保证了得到只有一次折射的特征光线，从而可以观察到特征暗区。
消色散棱镜组直接取自于阿贝折射仪或将其进行各方向等比例放大，它主要是由两个对称的梯形四棱镜组成，两个梯形四棱镜分别固定在两个齿轮上，转动与两个齿轮共同连接的齿轮，两个梯形四棱镜会沿同一轴线转动，转动过程中即相当于得到不同角度的三棱镜，当到某一角度时能得到相当于横截面为平行四边形的棱镜（两棱镜中心对称时）。阿贝折射仪中光线经过多次折射必然会有色散现象，这会使特征暗区的明暗界限变得模糊，从而难以读数，而消色散棱镜组则可以通过调节棱镜角度，使色散光变成平行光，从而使界限清晰。打开光源D（15），转动消色散棱镜组16的调节旋钮，可以在光斑接收屏17上观察到不同色散程度的光斑，让学生清楚地观察到光斑的清晰度和色散的关系。
Claims (7)
1.一种折射仪教学模型，包括展示板，其特征在于，所述展示板设有折射仪组件甲、折射仪组件乙及折射仪组件丙；
所述折射仪组件甲包括一面为弧形的透明储液瓶甲，透明储液瓶甲的上端面设有瓶口甲，透明储液瓶甲的两侧分别设有圆弧滑道A及圆弧滑道B，圆弧滑道A和圆弧滑道B所在的圆心重合，圆弧滑道A滑动的设有光源A，圆弧滑道B滑动的设有光源B，光源B发出的光始终垂直于透明储液瓶甲的弧形面；
所述折射仪组件乙包括直线滑道C及透明储液瓶乙，透明储液瓶乙的上端面设有瓶口乙，透明储液瓶乙的上端面与直线滑道C平行，直线滑道C滑动的设有可沿任意方向转动的光源C，透明储液瓶乙内水平方向设有长方体玻璃砖及半圆柱体玻璃砖；长方体玻璃砖的各端面均为光滑面；半圆柱体玻璃砖与展示板平行的截面为光滑面，上端面和弧形面均为磨砂面；长方体玻璃砖的上端面和半圆柱体玻璃砖的上端面均与直线滑道C平行；
所述折射仪组件丙包括水平方向依次设置的光源D、消色散棱镜组及光斑接收屏。
2.根据权利要求1所述的折射仪教学模型，其特征在于，所述透明储液瓶甲上端面水平方向的长度尺寸大于左端面竖直方向的长度尺寸，弧形面的主视图对应弧形边的弧度大于90度。
3.根据权利要求2所述的折射仪教学模型，其特征在于，所述光源A、光源B及光源C均为激光发生器，光源A和光源B发出不同颜色的光，光源D为普通强光光源。
4.根据权利要求1所述的折射仪教学模型，其特征在于，所述光斑接收屏为白色磨砂板，光斑接收屏垂直固定于展示板上。
5.根据权利要求3或4任一项所述的折射仪教学模型，其特征在于，所述展示板分为展示板A和展示板B，折射仪组件甲设在展示板A上，折射仪组件乙和折射仪组件丙设在展示板B上。
6.根据权利要求3或4任一项所述的折射仪教学模型，其特征在于，展示板A、B的下端均设有展示板支架，展示板支架通过螺钉固定在展示板上。
7.根据权利要求3或4任一项所述的折射仪教学模型，其特征在于，透明储液瓶甲中装满聚乙烯醇溶液或硝酸银溶液；透明储液瓶乙中装满聚乙烯醇溶液或硝酸银溶液。
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