CN105957431A - 光的折射教学演示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光的折射教学演示装置，包括承载组件和设置于所述承载组件前侧面的光源组件、角度盘组件、导轮组件以及折射组件，本发明本可精确演示出光的折射实验效果，提升学习效果，保证教学生动有趣，本发明适合在物理教学中广泛应用。

Description

光的折射教学演示装置

技术领域

本发明涉及一种物理教学用具，具体地说是一种光的折射教学演示装置。

背景技术

学生们在学习书本知识时，辅助于教学教具和实验装置，对加深所学知识的理解和掌握是有极大帮助的，尤其是对初次接触学习光的折射等相关知识的学生来说，物理随堂实验装置是非常必须的。而在现有的物理教学中，就缺少这样的物理随堂实验装置，老师要么完全依靠书本知识进行教学，要么自己制作一些不规范的自制物理教具来帮助学生理解物理知识，无论是教具的可靠性以及实际的教学目的都达不到理想的效果。

发明内容

本发明要解决的技术问题，是提供一种光的折射教学演示装置，能够解决现有技术中所存在的上述问题。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案来实现：

一种光的折射教学演示装置，包括承载组件和设置于所述承载组件前侧面的光源组件、角度盘组件、导轮组件以及折射组件，所述承载组件包括基座和设置于所述基座上的立板，所述立板上设置有角度盘容纳槽，所述角度盘容纳槽用于容纳所述角度盘组件，所述角度盘组件包括带有刻度的角度盘，所述角度盘为圆形，所述角度盘容纳槽在水平方向上的长度大于所述角度盘的最大直径且在竖直方向上的高度等于所述角度盘的直径，以使所述角度盘可在角度盘容纳槽内水平移动，所述角度盘容纳槽的上方设置有光源组件，所述光源组件包括可带动光源组件转动的光源调节体，所述导轮组件包括第一导轮组、第二导轮组、第三导轮组和第四导轮组，所述第一导轮组和所述第二导轮组设置于所述立板上位于角度盘容纳槽的两端外侧且水平高度相等，所述第三导轮组和所述第四导轮组水平高度相等，且所述第三导轮组设置于所述第一导轮组的正下方，所述第四导轮组设置于所述第二导轮组的正下方，每个导轮组包括两个沿垂直于所述立板方向设置的导轮,所述折射组件包括上框架、下框架、第一连接架和第二连接架，所述第一连接架连接于所述上框架和所述下框架的两个左端部且所述第二连接架连接于所述上框架和所述下框架的两个右端部，所述上框架的上部两侧设置有第一导轨和第二导轨，所述下框架的下部两侧设置有第三导轨和第四导轨，所述折射组件可滑动装配于所述第一导轮组、所述第二导轮组和所述第三导轮组、所述第四导轮组之间，所述第一导轮组和所述第二导轮组靠近所述立板一侧的导轮与所述第一导轨滑动配合，所述第一导轮组和所述第二导轮组远离所述立板一侧的导轮与所述第二导轨滑动配合，所述第三导轮组和所述第四导轮组靠近所述立板一侧的导轮与所述第三导轨滑动配合，所述第三导轮组和所述第四导轮组远离所述立板一侧的导轮与所述第四导轨滑动配合，所述上框架、所述下框架、所述第一连接架和所述第二连接架围成的前平面设置有透明板，所述上框架、所述下框架、所述第一连接架和所述第二连接架围成的围成的区域密封有折射介质，所述上框架的第一导轨和所述第二导轨之间设置有透明窗，所述透明窗与所述角度盘的圆心在水平方向上高度相等。

作为限定，在所述立板位于所述角度盘容纳槽的上方设置有光源组件固定孔，所述光源组件还包括发光体和发光体固定组件，所述发光体上设置有发光孔，所述发光孔位于所述反光镜片上方，所述发光体固定组件包括光源夹持件，所述光源夹持件包括夹持件底板和沿所述夹持件底板的两个端部延伸的第一壁和第二臂，所述发光体夹持于所述第一壁和所述第二臂之间，所述第一壁和所述第二臂形成开口的两个端部连接有绑带以将发光体固定，所述夹持件底板远离所述发光体的平面上固连有所述光源调节体，所述光源调节体包括与夹持件底板固连的螺栓，所述螺栓与所述夹持件底板固连的端部和所述光源组件固定孔装配且另一个端部与调节手柄螺纹连接，所述螺栓上套装有预紧弹簧，所述预紧弹簧一端抵靠在所述立板的后侧面上且另一端抵靠在所述调节手柄上。

作为另一种限定，所述角度盘容纳槽在所述立板上的深度大于所述角度盘的表面厚度。

作为限定，所述角度盘容纳槽的内侧上部贯通设置有固定销滑动槽，所述角度盘容纳槽的内侧下部贯通设置有滑移槽，所述滑移槽设置于所述固定销滑动槽的正下方且长度和深度均相等，所述角度盘组件还包括固连在所述角度盘的后侧面上部的固定销，所述固定销与所述角度盘固连的端部和所述固定销滑动槽装配且另一个端部固连有滑动手柄，所述滑动手柄与所述角度盘的之间的距离等于所述固定销滑动槽的深度，在所述角度盘上所述固定销的正下方设置有滑移凸起，所述滑移凸起与所述滑移槽装配且所述滑移凸起的长度小于所述滑移槽的长度。

作为另一种限定，设置于所述第一导轮组、第二导轮组、第三导轮组或第四导轮组中的任意一个导轮组所包括的两个导轮均通过连接圆柱固连，靠近于所述立板一侧的导轮在朝向所述立板的一侧固连有装配销轴，所述立板上设置有与所述装配销轴对应的导轮固定孔，所述装配销轴与所述导轮固定孔装配，所述装配销轴在伸出所述立板后侧面的一端设有螺纹，所述螺纹上连接有螺母。

作为更进一步的限定，所述第一连接架和所述第二连接架之间还设置有第三连接架和第四连接架，所述第三连接架和所述第四连接架的上端连接于所述上框架且下端连接于所述下框架，所述上框架、所述下框架、所述第一连接架以及所述第三连接架形成的密封区域内设有透明玻璃，所述上框架、所述下框架、所述第三连接架以及所述第四连接架形成的密封区域内设有透明塑料，所述上框架、所述下框架、所述第二连接架以及所述第四连接架形成的密封区域内设有纯净水，所述透明窗包括第一透明窗、第二透明窗以及第三透明窗，所述第一透明窗设置于所述透明玻璃的上部，所述第二透明窗设置于所述透明塑料的上端部，所述第三透明窗设置于所述纯净水的上部。

本发明由于采用了上述的结构，其与现有技术相比，所取得的技术进步在于：

本发明可以对光源组件的发光体进行角度调节，并可通过调整角度盘在角度盘容纳槽内水平位置使光源照射到透明窗的位置与角度盘的圆心位置沿垂直于立板的方向处于同一直线上，保证实验效果的精确度，提升学习主动性，保证教学生动有趣。

综上，本发明实用性高，能够满足物理教学需求，并能达到很好的教学效果。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

图1为本发明实施例所述的整体结构示意图；

图2为本发明实施例所述的承载组件前部的结构示意图；

图3为本发明实施例所述的承载组件后部的结构示意图；

图4为本发明实施例所述的光源组件的结构示意图；

图5为本发明实施例所述的角度盘的前部结构示意图；

图6为本发明实施例所述的角度盘的后部结构示意图；

图7为本发明实施例所述的其中一个导轮组的结构示意图；

图8为本发明实施例所述的其中一个折射组件的结构示意图。

在附图中：1、立板；111、光源组件固定孔；121、导轮固定孔；131、角度盘容纳槽；132、固定销滑动槽；133、滑移槽； 2、基座；3、光源组件；31、发光体；311、发光孔；41、发光体固定组件；411、光源夹持件；4111、夹持件底板；4112、第一壁；4113、第二壁；412、螺栓；413、调节手柄；414、预紧弹簧；5、绑带；6、角度盘组件；611、角度盘；612、滑动手柄；613、固定销；614、滑移凸起；7、导轮组件；71、第一导轮组；72、第二导轮组；73、第三导轮组；74、第四导轮组；711、导轮；712、连接圆柱；713、装配销轴；714、螺母；8、折射组件；811、上框架；812、下框架；821、第一连接架；822、第二连接架；823、第三连接架；824、第四连接架；83、透明窗；831、第一透明窗；832、第二透明窗、833、第三透明窗；84、透明板；851、第一导轨；852、第二导轨、853、第三导轨、854、第四导轨。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，进一步阐述本发明。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。

需要说明的是，本文中出现的方位词“前、后”均是将立板1固定于基

座2时立板1所在的平面为基准，其中，“前”指的是立板1朝向折射组件9的方向，“后”指的是立板1背离折射组件9的方向，可以理解的是，上述方位词的出现仅是为了清楚表述技术方案，对本发明请求保护的技术方案并不构成限制。

如图1-图8所示，根据本发明实施例的光的折射教学演示装置，包括承载组件和设置于所述承载组件前侧面的光源组件3、角度盘组件6、导轮组件7以及折射组件9，所述承载组件包括基座2和设置于所述基座2上的立板1，所述立板1上设置有角度盘容纳槽131，所述角度盘容纳槽131用于容纳所述角度盘组件6，所述角度盘组件6包括带有刻度的角度盘611，所述角度盘611为圆形，所述角度盘容纳槽131在水平方向上的长度大于所述角度盘611的最大直径且竖直方向上的高度等于所述角度盘611的直径，以使所述角度盘611可在角度盘容纳槽131内水平移动，所述角度盘容纳槽131的上方设置有光源组件3，所述光源组件3包括可带动光源组件3转动的光源调节体，所述导轮组件7包括第一导轮组71、第二导轮组72、第三导轮组73和第四导轮组74，所述第一导轮组71和所述第二导轮组72设置于所述立板1上位于角度盘容纳槽131的两端外侧且水平高度相等，所述第三导轮组73和所述第四导轮组74水平高度相等，且所述第三导轮组设置于所述第一导轮组71的正下方，所述第四导轮组74设置于所述第二导轮组72的正下方，每个导轮组包括两个沿垂直于所述立板1方向设置的导轮711，所述折射组件包括上框架811、下框架812、第一连接架821和第二连接架822，所述第一连接架821连接于所述上框架811和所述下框架812的两个左端部且所述第二连接架822连接于所述上框架811和所述下框架812的两个右端部，所述上框架811的上部两侧设置有第一导轨851和第二导轨852，所述下框架812的下部两侧设置有第三导轨853和第四导轨854，所述折射组件8可滑动装配于所述第一导轮组71、所述第二导轮组72和所述第三导轮组73、所述第四导轮组74之间，所述第一导轮组71和所述第二导轮组72靠近所述立板1一侧的导轮711与所述第一导轨851滑动配合，所述第一导轮组71和所述第二导轮组72远离所述立板1一侧的导轮711与所述第二导轨852滑动配合，所述第三导轮组73和所述第四导轮组74靠近所述立板1一侧的导轮711与所述第三导轨853滑动配合，所述第三导轮组73和所述第四导轮组74远离所述立板1一侧的导轮711与所述第四导轨854滑动配合，所述上框架811、所述下框架812、所述第一连接架821和所述第二连接架822围成的前平面设置有透明板84，所述上框架811、所述下框架812、所述第一连接架821和所述第二连接架822围成的围成的区域密封有折射介质，所述上框架811的第一导轨851和所述第二导轨852之间设置有透明窗83，所述透明窗83与所述角度盘611的圆心在水平方向上高度相等。

本发明的实施例中，立板1与基座2起承载作用，光源组件3产生光束，其通过光源调节体的调节作用使入射到透明窗83的光线角度可以发生变化，设置在第一导轨851和第二导轨852之间的透明窗83与角度盘611的圆心在水平方向上高度相等。此时可以通过调节角度盘611使角度盘611在角度盘容纳槽131内水平移动，以使不同入射角度的光线都能正好射向角度盘611圆心，角度盘611上设计有刻度线，进而读取入射角度和折射角度，以达到精确演示的目的。因光源调节体的调节作用使入射到透明窗83的光线角度可以发生变化，光线入射到透明窗83上的位置也会发生变化，此时可推动折射组件8在第一导轮组71、第二导轮组72和第三导轮组73、第四导轮组74之间水平移动，这时透明窗83的水平位置也会发生变化，以使光线入射到透明窗83的合适位置，保证实验效果。

进一步地，如图1、图4所示，在所述立板1位于所述角度盘容纳槽131的上方设置有光源组件固定孔111，所述光源组件还包括发光体31和发光体固定组件41，所述发光体31上设置有发光孔311，所述发光孔311位于所述反光镜片917上方，所述发光体固定组件41包括光源夹持件411，所述光源夹持件411包括夹持件底板4111和沿所述夹持件底板4111的两个端部延伸的第一壁4112和第二臂4113，所述发光体31夹持于所述第一壁4112和所述第二臂4113之间，所述第一壁4112和所述第二臂4113形成开口的两个端部连接有绑带5以将发光体31固定，所述夹持件底板4111远离所述发光体31的平面上固连有所述光源调节体，所述光源调节体包括与夹持件底板4111固连的螺栓412，所述螺栓412与所述夹持件底板4111固连的端部和所述光源组件固定孔111装配且另一个端部与调节手柄413螺纹连接，所述螺栓412上套装有预紧弹簧414，所述预紧弹簧414一端抵靠在所述立板1的后侧面上且另一端抵靠在所述调节手柄413上。

本发明的实施例中，发光体固定组件41包括光源夹持件411，光源夹持件411包括夹持件底板4111，其两个端部固连有第一壁4112和第二臂4113，其中夹持件底板4111、第一壁4112和第二臂4113三者一体成型，与绑带5配合用于夹紧发光体31，在夹持件底板4111远离发光体31的平面上固连有螺栓412，螺栓412穿过立板1上的光源组件固定孔111后套装预紧弹簧414，之后旋转调节手柄413进行螺纹固定，这样就可以通过操作调节手柄413使发光体31发生角度的变化，进行对光线的输入角度进行调整，同时在调节手柄413和预紧弹簧414的作用下进行角度锁止。

进一步地，如图1所示，所述角度盘容纳槽131在所述立板1上的深度大于所述角度盘611的表面厚度。

这样，角度盘611只能在角度盘容纳槽131的内部水平移动，不会干涉和阻挡立板1上其他部件的运动。

进一步地，如图1-图4所示，所述角度盘容纳槽131的内侧上部贯通设置有固定销滑动槽132，所述角度盘容纳槽131的内侧下部贯通设置有滑移槽133，所述滑移槽133设置于所述固定销滑动槽132的正下方且长度和深度均相等，所述角度盘组件6还包括固连在所述角度盘611的后侧面上部的固定销613，所述固定销613与所述角度盘611固连的端部和所述固定销滑动槽132装配且另一个端部固连有滑动手柄612，所述滑动手柄612与所述角度盘611的之间的距离等于所述固定销滑动槽132的深度，在所述角度盘611上所述固定销613的正下方设置有滑移凸起614，所述滑移凸起614与所述滑移槽133装配且所述滑移凸起614的长度小于所述滑移槽133的长度。

本发明的实施例中，固定销613设置于角度盘611与滑动手柄612之间且位于固定销滑动槽132内，并通过固定销613下部的滑移凸起614与滑移槽133装配，且滑移凸起614的长度小于滑移槽133的长度，这样，通过推动滑动手柄612即可实现角度盘611在角度盘容纳槽131内水平移动，以适应不同角度的输入光线，使光源照射到反光镜片的位置与角度盘的圆心位置沿垂直于立板的方向处于同一直线上，保证实验效果的精确度。其中滑移凸起614与角度盘611为一体结构，这样加工成型方便，降低了生产成本。

进一步地，如图7所示，设置于所述第一导轮组71、第二导轮组72、第三导轮组73或第四导轮组74中的任意一个导轮组所包括的两个导轮711均通过连接圆柱712固连，靠近于所述立板1一侧的导轮711在朝向所述立板1的一侧固连有装配销轴713，所述立板1上设置有与所述装配销轴对应的导轮固定孔121，所述装配销轴713与所述导轮固定孔121装配，所述装配销轴713在伸出所述立板1后侧面的一端设有螺纹，所述螺纹上连接有螺母714。

本发明的实施例中，第一导轮组71、第二导轮组72、第三导轮组73或第四导轮组74中的任意一组导轮组均包括结构相同的导轮711，且每个导轮组包括两个导轮711，两个导轮711通过连接圆柱712固连成一体，靠近于立板1一侧的导轮711在朝向立板1的一侧固连有装配销轴713，同时在立板1上设置有与装配销轴对应的导轮固定孔121，这样，四个装配销轴713穿过四个导轮固定孔121并在立板1的后侧面通过螺纹与螺母714锁紧固定。

进一步地，如图8所示，所述第一连接架821和所述第二连接架822之间还设置有第三连接架823和第四连接架824，所述第三连接架823和所述第四连接架824的上端连接于所述上框架811且下端连接于所述下框架812，所述上框架811、所述下框架812、所述第一连接架821以及所述第三连接架823形成的密封区域内设有透明玻璃，所述上框架811、所述下框架812、所述第三连接架823以及所述第四连接架824形成的密封区域内设有透明塑料，所述上框架811、所述下框架812、所述第二连接架822以及所述第四连接架824形成的密封区域内设有纯净水，所述透明窗83包括第一透明窗831、第二透明窗832以及第三透明窗833，所述第一透明窗831设置于所述透明玻璃的上部，所述第二透明832窗设置于所述透明塑料的上端部，所述第三透明窗833设置于所述纯净水的上部。

由此，可以进一步演示光在不同介质中的折射率，使学生全面掌握光的折射定律。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所做出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims (6)

1.一种光的折射教学演示装置，其特征在于：包括承载组件和设置于所述承载组件前侧面的光源组件、角度盘组件、导轮组件以及折射组件，所述承载组件包括基座和设置于所述基座上的立板，所述立板上设置有角度盘容纳槽，所述角度盘容纳槽用于容纳所述角度盘组件，所述角度盘组件包括带有刻度的角度盘，所述角度盘为圆形，所述角度盘容纳槽在水平方向上的长度大于所述角度盘的最大直径且在竖直方向上的高度等于所述角度盘的直径，以使所述角度盘可在角度盘容纳槽内水平移动，所述角度盘容纳槽的上方设置有光源组件，所述光源组件包括可带动光源组件转动的光源调节体，所述导轮组件包括第一导轮组、第二导轮组、第三导轮组和第四导轮组，所述第一导轮组和所述第二导轮组设置于所述立板上位于角度盘容纳槽的两端外侧且水平高度相等，所述第三导轮组和所述第四导轮组水平高度相等，且所述第三导轮组设置于所述第一导轮组的正下方，所述第四导轮组设置于所述第二导轮组的正下方，每个导轮组包括两个沿垂直于所述立板方向设置的导轮,所述折射组件包括上框架、下框架、第一连接架和第二连接架，所述第一连接架连接于所述上框架和所述下框架的两个左端部且所述第二连接架连接于所述上框架和所述下框架的两个右端部，所述上框架的上部两侧设置有第一导轨和第二导轨，所述下框架的下部两侧设置有第三导轨和第四导轨，所述折射组件可滑动装配于所述第一导轮组、所述第二导轮组和所述第三导轮组、所述第四导轮组之间，所述第一导轮组和所述第二导轮组靠近所述立板一侧的导轮与所述第一导轨滑动配合，所述第一导轮组和所述第二导轮组远离所述立板一侧的导轮与所述第二导轨滑动配合，所述第三导轮组和所述第四导轮组靠近所述立板一侧的导轮与所述第三导轨滑动配合，所述第三导轮组和所述第四导轮组远离所述立板一侧的导轮与所述第四导轨滑动配合，所述上框架、所述下框架、所述第一连接架和所述第二连接架围成的前平面设置有透明板，所述上框架、所述下框架、所述第一连接架和所述第二连接架围成的围成的区域密封有折射介质，所述上框架的第一导轨和所述第二导轨之间设置有透明窗，所述透明窗与所述角度盘的圆心在水平方向上高度相等。

2.根据权利要求1所述的光的折射教学演示装置，其特征在于：在所述立板位于所述角度盘容纳槽的上方设置有光源组件固定孔，所述光源组件还包括发光体和发光体固定组件，所述发光体上设置有发光孔，所述发光孔位于所述反光镜片上方，所述发光体固定组件包括光源夹持件，所述光源夹持件包括夹持件底板和沿所述夹持件底板的两个端部延伸的第一壁和第二臂，所述发光体夹持于所述第一壁和所述第二臂之间，所述第一壁和所述第二臂形成开口的两个端部连接有绑带以将发光体固定，所述夹持件底板远离所述发光体的平面上固连有所述光源调节体，所述光源调节体包括与夹持件底板固连的螺栓，所述螺栓与所述夹持件底板固连的端部和所述光源组件固定孔装配且另一个端部与调节手柄螺纹连接，所述螺栓上套装有预紧弹簧，所述预紧弹簧一端抵靠在所述立板的后侧面上且另一端抵靠在所述调节手柄上。

3.根据权利要求1所述的光的折射教学演示装置，其特征在于：所述角度盘容纳槽在所述立板上的深度大于所述角度盘的表面厚度。

4.根据权利要求3所述的光的折射教学演示装置，其特征在于：所述角度盘容纳槽的内侧上部贯通设置有固定销滑动槽，所述角度盘容纳槽的内侧下部贯通设置有滑移槽，所述滑移槽设置于所述固定销滑动槽的正下方且长度和深度均相等，所述角度盘组件还包括固连在所述角度盘的后侧面上部的固定销，所述固定销与所述角度盘固连的端部和所述固定销滑动槽装配且另一个端部固连有滑动手柄，所述滑动手柄与所述角度盘的之间的距离等于所述固定销滑动槽的深度，在所述角度盘上所述固定销的正下方设置有滑移凸起，所述滑移凸起与所述滑移槽装配且所述滑移凸起的长度小于所述滑移槽的长度。

5.根据权利要求1所述的光的折射教学演示装置，其特征在于：设置于所述第一导轮组、第二导轮组、第三导轮组或第四导轮组中的任意一个导轮组所包括的两个导轮均通过连接圆柱固连，靠近于所述立板一侧的导轮在朝向所述立板的一侧固连有装配销轴，所述立板上设置有与所述装配销轴对应的导轮固定孔，所述装配销轴与所述导轮固定孔装配，所述装配销轴在伸出所述立板后侧面的一端设有螺纹，所述螺纹上连接有螺母。

6.根据权利要求1所述的光的折射教学演示装置，其特征在于：所述第一连接架和所述第二连接架之间还设置有第三连接架和第四连接架，所述第三连接架和所述第四连接架的上端连接于所述上框架且下端连接于所述下框架，所述上框架、所述下框架、所述第一连接架以及所述第三连接架形成的密封区域内设有透明玻璃，所述上框架、所述下框架、所述第三连接架以及所述第四连接架形成的密封区域内设有透明塑料，所述上框架、所述下框架、所述第二连接架以及所述第四连接架形成的密封区域内设有纯净水，所述透明窗包括第一透明窗、第二透明窗以及第三透明窗，所述第一透明窗设置于所述透明玻璃的上部，所述第二透明窗设置于所述透明塑料的上端部，所述第三透明窗设置于所述纯净水的上部。