CN106023754A - 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，包括支撑底座、设置于所述支撑底座上的演示面板、光源组件、光源组件固定件、刻度盘以及折射组件，所述光源组件、所述光源组件固定件、所述刻度盘以及所述折射组件均设置于所述演示面板上。本发明可精确演示出光的折射实验效果，且整体结构合理、操作简单，保证教学生动有趣，本发明可广泛应用于物理教学中。

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，包括支撑底座、设置于所述支撑底座上的演示面板、光源组件、光源组件固定件、刻度盘以及折射组件，所述光源组件、所述光源组件固定件、所述刻度盘以及所述折射组件均设置于所述演示面板上，所述演示面板上还设置有半圆形轨道、固定孔和可使所述刻度盘水平方向移动的滑移槽，所述刻度盘为半圆形且设置在所述折射组件上侧，所述半圆形轨道在水平方向上的长度和在竖直方向上的高度均大于所述刻度盘的最大直径，所述光源组件外设置有可固定所述光源组件的光源组件固定件，所述光源组件固定件设置于所述半圆形轨道上且可沿所述半圆形轨道运动，所述折射组件包括框架组件和可固定所述框架组件的框架组件固定件，其中所述框架组件包括上框架、下框架、第一竖直框架和第二竖直框架，所述第一竖直框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竖直框架连接于所述上框架和所述下框架的两个右端部，所述上框架上设有入射窗，所述入射窗与所述刻度盘的圆心在水平方向上高度相等，所述上框架、所述下框架、所述第一竖直框架和所述第二竖直框架围成的前平面设置有前透明板、后平面设置有后透明板，所述上框架、所述下框架、所述第一竖直框架、所述第二竖直框架、所述前透明板和所述后透明板围成的区域密封有折射介质，所述框架组件固定件包括第一固定部、连接柱、第二固定部、销轴和螺母，所述框架组件固定件对称设置在所述第一竖直框架和所述第二竖直框架的上下两端部，所述第二固定部一侧通过所述连接柱与所述第一固定部固连、另一侧固连有销轴，所述销轴与所述演示面板上的所述固定孔装配，所述销轴在伸出所述演示面板后侧面的一端设有螺纹，所述螺纹上连接有所述螺母，所述连接柱贯穿所述框架组件且所述框架组件通过所述连接柱两侧的所述第一固定部和所述第二固定部固定，所述销轴贯穿所述演示面板后通过所述螺母固定在所述演示面板上。

作为限定，所述光源组件固定件包括远离所述半圆形轨道的第一连接件、靠近所述半圆形轨道的第二连接件、可沿所述半圆形轨道滑动的限位杆和固定螺栓，所述第一连接件包括第一连接部、设置在所述第一连接部上的第一连接孔、第三连接部和设置在所述第三连接部上的第三连接孔，所述第二连接件包括第二连接部、设置在所述第二连接部上的第二连接孔、第四连接部和设置在所述第四连接部上的第四连接孔，所述第一连接孔与所述第二连接孔、所述第三连接孔与所述第四连接孔均对应设置且通过固定螺栓固定，所述限位杆设置在所述第二连接件上。

作为另一种限定，所述刻度盘包括与刻度盘固连的螺栓、预紧弹簧和调节手柄，所述螺栓与所述刻度盘固连的一端装配在所述滑移槽中且另一端与所述调节手柄螺纹连接，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演示面板的后侧面上且另一端抵靠在所述调节手柄上。

作为限定，所述滑移槽的深度大于所述半圆形轨道的深度。

作为另一种限定，还包括锁止机构，所述锁止机构设置于所述演示面板上且沿所述半圆形轨道的外圆周周向设置，所述锁止机构包括压块、连接板、扭簧、转轴和限位钩，所述连接板固设于所述压块下侧且呈倒V型，所述连接板V型开口的两端分别连接有所述转轴，所述限位钩对称设置在所述连接板两侧且一端与所述转轴连接，所述限位钩呈L型且对称设置的所述限位钩可防止所述限位杆脱出，所述扭簧对称设置在所述连接板两侧且簧圈套于所述转轴上，所述扭簧的一扭臂抵靠所述连接板，另一扭臂抵靠所述限位钩。

作为更进一步的限定，所述第一竖直框架和所述第二竖直框架之间还依次设置有第三竖直框架和第四竖直框架，所述第三竖直框架和所述第四竖直框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、所述第一竖直框架以及所述第三竖直框架形成的密封区域内设有纯净水，所述上框架、所述下框架、所述第三竖直框架以及所述第四竖直框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、所述第二竖直框架以及所述第四竖直框架形成的密封区域内设有透明玻璃，所述入射窗包括第一入射窗、第二入射窗和第三入射窗，所述第一入射窗设置于所述纯净水的上部，所述第二入射窗设置于所述透明塑料的上部，所述第三入射窗设置于所述的透明玻璃上部。

作为限定，所述滑移槽的长度小于所述半圆形轨道的半径。

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入射角度进行角度调节，当光源照射后，可通过旋转刻度盘的调节手柄调节刻度盘的角度，使光源照射到入射窗的角度可直接通过刻度盘读取，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演示面板后部的结构示意图；

图3为本发明实施例所述的光源组件固定件的结构示意图；

图4为本发明实施例所述的刻度盘的结构示意图；

图5为本发明实施例所述的框架组件固定件的结构示意图；

图6为本发明实施例所述的框架组件的结构示意图；

图7为本发明实施例所述的锁止机构的结构示意图。

在附图中：1-支撑底座，2-演示面板，21-半圆形轨道，22-固定孔，23-滑移槽，3-光源组件，4-刻度盘，41-螺栓，42-预紧弹簧，43-调节手柄，5-光源组件固定件，51-第一连接件，511-第一连接部，512-第一连接孔，513-第三连接部，514-第三连接孔，52-第二连接件，521-第二连接部，522-第二连接孔，523-第四连接部，524-第四连接孔，53-限位杆，54-固定螺栓，6-折射组件，61-框架组件，611-上框架，612-下框架，613-第一竖直框架，614-第二竖直框架，615-第三竖直框架，616-第四竖直框架，617-第一入射窗，618-第二入射窗，619-第三入射窗，62-折射组件固定件，621-第一固定部，622-连接柱，623-第二固定部，624-销轴，625-螺母，63-后透明板，64-前透明板，7-锁止机构，71-压块，72-连接板，73-扭簧，74-转轴，75-限位钩。

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。

如图1-图7所示，根据本发明实施例的光的折射教学演示装置，包括支撑底座1、设置于所述支撑底座1上的演示面板2、光源组件3、光源组件固定件5、刻度盘4以及折射组件6，所述光源组件3、所述光源组件固定件5、所述刻度盘4以及所述折射组件6均设置于所述演示面板2上，所述演示面板2上还设置有半圆形轨道21、固定孔22和可使所述刻度盘4水平方向移动的滑移槽23，所述刻度盘4为半圆形且设置在所述折射组件6上侧，所述半圆形轨道21在水平方向上的长度和在竖直方向上的高度均大于所述刻度盘4的最大直径，所述光源组件3外设置有可固定所述光源组件3的光源组件固定件5，所述光源组件固定件5设置于所述半圆形轨道21上且可沿所述半圆形轨道21运动，所述折射组件6包括框架组件61和可固定所述框架组件61的框架组件固定件62，其中所述框架组件61包括上框架611、下框架612、第一竖直框架613和第二竖直框架614，所述第一竖直框架613连接于所述上框架611和所述下框架612的两个左端部且所述第二竖直框架613连接于所述上框架611和所述下框架612的两个右端部，所述上框架611上设有入射窗，所述入射窗与所述刻度盘4的圆心在水平方向上高度相等，所述上框架611、所述下框架612、所述第一竖直框架613和所述第二竖直框架614围成的前平面设置有前透明板64、后平面设置有后透明板63，所述上框架611、所述下框架612、所述第一竖直框架613、所述第二竖直框架614、所述前透明板64和所述后透明板63围成的区域密封有折射介质，所述框架组件固定件62包括第一固定部621、连接柱622、第二固定部623、销轴624和螺母625，所述框架组件固定件62对称设置在所述第一竖直框架613和所述第二竖直框架614的上下两端部，所述第二固定部623一侧通过所述连接柱622与所述第一固定部62固连、另一侧固连有销轴624，所述销轴624与所述演示面板2上的所述固定孔22装配，所述销轴624在伸出所述演示面板2后侧面的一端设有螺纹，所述螺纹上连接有所述螺母625，所述连接柱622贯穿所述框架组件61且所述框架组件61通过所述连接柱622两侧的所述第一固定部621和所述第二固定部623固定，所述销轴624贯穿所述演示面板2后通过所述螺母625固定在所述演示面板2上。

本发明的实施例中，支撑底座1与演示面板2均起承载作用，光源组件3产生光束，由于光源组件3外设置有固定光源组件3的光源组件固定件5，光源组件固定件5设置于半圆形轨道21上且可沿半圆形轨道21运动，即通过光源组件固定件5带动光源组件3在半圆形轨道21上做运动的同时，可调节入射到入的光线角度，入射角度随着光源组件3的圆周运动而变化，可方便在教学中对不同角度的演示，使教学过程更加严谨，且可重复多次演示不同入射角度的折射实验；通过将入射窗与刻度盘4的圆心在水平方向上高度相等，可在测量时方便读取数据，提高测量精度；刻度盘4上设计有刻度线，进而方便读取入射角度和折射角度，以达到精确演示的目的；当光源组件3的光束入射到入射窗上后，通过推动刻度盘4进行水平移动，使刻度盘4的水平位置发生变化，在光线入射到入射窗的合适位置的同时，便于刻度盘4对入射角度的测量，保证实验效果。

进一步地，如图1、图3所示，所述光源组件固定件5包括远离所述半圆形轨道21的第一连接件51、靠近所述半圆形轨道21的第二连接件52、可沿所述半圆形轨道21滑动的限位杆53和固定螺栓54，所述第一连接件51包括第一连接部511、设置在所述第一连接部511上的第一连接孔512、第三连接部513和设置在所述第三连接部513上的第三连接孔514，所述第二连接件52包括第二连接部521、设置在所述第二连接部521上的第二连接孔522、第四连接部523和设置在所述第四连接部523上的第四连接孔524，所述第一连接孔512与所述第二连接孔522、所述第三连接孔514与所述第四连接孔524均对应设置且通过固定螺栓54固定，所述限位杆53设置在所述第二连接件52上。

本发明的实施例中，光源组件固定件5包括第一连接件51、第二连接件52、可沿所述半圆形轨道21滑动的限位杆53和固定螺栓54，其中第一连接件51和第二连接件52组成圆形，将圆形的光源组件3固定其中，优选地，第一连接件51和第二连接件52均为半圆形；在第一连接件51的两端分别设有第一连接部511、第三连接部513，第二连接件52的两端分别设有第二连接部521、第四连接部523，且第一连接部511与第二连接部521、第三连接部513与第四连接部523均通过固定螺栓54固定，即实现光源组件3的固定，固定牢靠，提高结构可靠性；同时，限位杆53可在半圆形轨道21内滑动，可对光源组件3的运动起到导向作用。

进一步地，如图4所示，所述刻度盘4包括与刻度盘4固连的螺栓41、预紧弹簧42和调节手柄43，所述螺栓41与所述刻度盘4固连的一端装配在所述滑移槽23中且另一端与所述调节手柄43螺纹连接，所述螺栓41上套装有预紧弹簧42，所述预紧弹簧42一端抵靠在所述演示面板2的后侧面上且另一端抵靠在所述调节手柄43上。

本发明的实施例中，当光源组件3入射光线照射到入射窗，此时可通过刻度盘4的表盘上的刻度读取入射角度和折射角度的数值，由于刻度盘4包括与刻度盘4固连的螺栓41、预紧弹簧42和调节手柄43，可在读取角度时，将刻度盘4旋转一定角度，方便角度数值的读取，比如将入射光线与刻度盘上的“0”对齐后读取角度值等。

进一步地，所述滑移槽23的深度大于所述半圆形轨道21的深度。优选地，滑移槽23为通孔，而半圆形轨道21为半通孔。

进一步地，所述光源组件固定件5的限位杆53沿所述半圆形轨道21滑动时，所述限位杆53本身可进行一定角度的旋转，通过所述限位杆53的旋转可带动所述光源组件3旋转，此时亦可调节所述光源组件3光束的入射角度，实现二级角度调节。如此设置，即可通过光源组件固定件5的限位杆53沿半圆形轨道21滑动实现入射角度的变化，也可通过限位杆53在半圆形轨道21内的自旋转实现入射角度的变化，二者配合可使折射教学演示更加生动，使学生掌握相关知识更加灵活，加强教学效果。

进一步地，如图7所示，还包括锁止机构7，所述锁止机构7设置于所述演示面板2上且沿所述半圆形轨道21的外圆周周向设置，所述锁止机构7包括压块71、连接板72、扭簧73、转轴74和限位钩75，所述连接板72固设于所述压块71下侧且呈倒V型，所述连接板72 V型开口的两端分别连接有所述转轴74，所述限位钩75对称设置在所述连接板72两侧且一端与所述转轴74连接，所述限位钩75呈L型且对称设置的所述限位钩75可防止所述限位杆53脱出，所述扭簧73对称设置在所述连接板72两侧且簧圈套于所述转轴74上，所述扭簧73的一扭臂抵靠所述连接板72，另一扭臂抵靠所述限位钩75。

本发明的实施例中，锁止机构7设置于演示面板2上且沿半圆形轨道21的外圆周周向设置，锁止机构7包括压块71、连接板72、扭簧73、转轴74和限位钩75，通过按压压块71，可通过连接板72使扭簧73受力，进而带动限位钩75开启，待限位杆53进入两限位钩75内，放开按压的压块71，即可实现限位钩75的关闭，防止限位杆53脱出。优选地，所述限位杆53的直径等于所述两限位钩75静止状态下的最大距离，此时可使限位杆53限位精确，防止限位杆53在限位钩75内限位不牢、发生异动。优选地，所述半圆形轨道21上设置有若干个锁止机构7，具体数量可根据实现需求进行设置，以便实验过程的操作方便。通过设置可对限位杆53起限位作用的锁止机构7，可使所述限位杆53固定牢靠，方便教学测量。

进一步地，如图6所示，所述第一竖直框架613和所述第二竖直框架614之间还依次设置有第三竖直框架615和第四竖直框架616，所述第三竖直框架615和所述第四竖直框架616的上端连接于所述上框架611且下端连接于所述下框架612，所述上框架611、所述下框架612、所述第一竖直框架613以及所述第三竖直框架615形成的密封区域内设有纯净水，所述上框架611、所述下框架612、所述第三竖直框架615以及所述第四竖直框架616形成的密封区域内设有透明塑料，所述上框架611、所述下框架612、所述第二竖直框架614以及所述第四竖直框架616形成的密封区域内设有透明玻璃，所述入射窗包括第一入射窗617、第二入射窗618和第三入射窗619，所述第一入射窗617设置于所述纯净水的上部，所述第二入射窗618设置于所述透明塑料的上部，所述第三入射窗619设置于所述的透明玻璃上部。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。

进一步地，所述滑移槽23的长度小于所述半圆形轨道21的半径。如此设置，可防止所述刻度盘4沿水平方向运动后妨碍所述光源组件3的圆周运动。

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 (7)

1.一种光的折射教学演示装置，其特征在于：包括支撑底座、设置于所述支撑底座上的演示面板、光源组件、光源组件固定件、刻度盘以及折射组件，所述光源组件、所述光源组件固定件、所述刻度盘以及所述折射组件均设置于所述演示面板上，所述演示面板上还设置有半圆形轨道、固定孔和可使所述刻度盘水平方向移动的滑移槽，所述刻度盘为半圆形且设置在所述折射组件上侧，所述半圆形轨道在水平方向上的长度和在竖直方向上的高度均大于所述刻度盘的最大直径，所述光源组件外设置有可固定所述光源组件的光源组件固定件，所述光源组件固定件设置于所述半圆形轨道上且可沿所述半圆形轨道运动，所述折射组件包括框架组件和可固定所述框架组件的框架组件固定件，其中所述框架组件包括上框架、下框架、第一竖直框架和第二竖直框架，所述第一竖直框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竖直框架连接于所述上框架和所述下框架的两个右端部，所述上框架上设有入射窗，所述入射窗与所述刻度盘的圆心在水平方向上高度相等，所述上框架、所述下框架、所述第一竖直框架和所述第二竖直框架围成的前平面设置有前透明板、后平面设置有后透明板，所述上框架、所述下框架、所述第一竖直框架、所述第二竖直框架、所述前透明板和所述后透明板围成的区域密封有折射介质，所述框架组件固定件包括第一固定部、连接柱、第二固定部、销轴和螺母，所述框架组件固定件对称设置在所述第一竖直框架和所述第二竖直框架的上下两端部，所述第二固定部一侧通过所述连接柱与所述第一固定部固连、另一侧固连有销轴，所述销轴与所述演示面板上的所述固定孔装配，所述销轴在伸出所述演示面板后侧面的一端设有螺纹，所述螺纹上连接有所述螺母，所述连接柱贯穿所述框架组件且所述框架组件通过所述连接柱两侧的所述第一固定部和所述第二固定部固定，所述销轴贯穿所述演示面板后通过所述螺母固定在所述演示面板上。

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：所述光源组件固定件包括远离所述半圆形轨道的第一连接件、靠近所述半圆形轨道的第二连接件、可沿所述半圆形轨道滑动的限位杆和固定螺栓，所述第一连接件包括第一连接部、设置在所述第一连接部上的第一连接孔、第三连接部和设置在所述第三连接部上的第三连接孔，所述第二连接件包括第二连接部、设置在所述第二连接部上的第二连接孔、第四连接部和设置在所述第四连接部上的第四连接孔，所述第一连接孔与所述第二连接孔、所述第三连接孔与所述第四连接孔均对应设置且通过固定螺栓固定，所述限位杆设置在所述第二连接件上。

3.根据权利要求1或2所述的光的折射教学演示装置，其特征在于：所述刻度盘包括与刻度盘固连的螺栓、预紧弹簧和调节手柄，所述螺栓与所述刻度盘固连的一端装配在所述滑移槽中且另一端与所述调节手柄螺纹连接，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演示面板的后侧面上且另一端抵靠在所述调节手柄上。

4.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：所述滑移槽的深度大于所述半圆形轨道的深度。

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：还包括锁止机构，所述锁止机构设置于所述演示面板上且沿所述半圆形轨道的外圆周周向设置，所述锁止机构包括压块、连接板、扭簧、转轴和限位钩，所述连接板固设于所述压块下侧且呈倒V型，所述连接板V型开口的两端分别连接有所述转轴，所述限位钩对称设置在所述连接板两侧且一端与所述转轴连接，所述限位钩呈L型且对称设置的所述限位钩可防止所述限位杆脱出，所述扭簧对称设置在所述连接板两侧且簧圈套于所述转轴上，所述扭簧的一扭臂抵靠所述连接板，另一扭臂抵靠所述限位钩。

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：所述第一竖直框架和所述第二竖直框架之间还依次设置有第三竖直框架和第四竖直框架，所述第三竖直框架和所述第四竖直框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、所述第一竖直框架以及所述第三竖直框架形成的密封区域内设有纯净水，所述上框架、所述下框架、所述第三竖直框架以及所述第四竖直框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、所述第二竖直框架以及所述第四竖直框架形成的密封区域内设有透明玻璃，所述入射窗包括第一入射窗、第二入射窗和第三入射窗，所述第一入射窗设置于所述纯净水的上部，所述第二入射窗设置于所述透明塑料的上部，所述第三入射窗设置于所述的透明玻璃上部。

7.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：所述滑移槽的长度小于所述半圆形轨道的半径。