CN111402693A - 一种用于测定玻璃折射率的实验装置 - Google Patents

Abstract

一种用于测定玻璃折射率的实验装置，包括底板，底板顶面左右两端均固定安装侧面相对的竖版，左侧的竖板内侧面顶部通过铰接安装水平的激光发射器，激光发射器只能在水平面上转动，激光发射器底部固定安装竖直的第一连杆，第一连杆底部固定安装水平的第一伸缩杆，且第一伸缩杆的轴线平行于激光发射器所发射的激光，底板顶面中心开设第一导向槽，第一导向槽上安装第一滑块，第一滑块左侧面开设第一凹槽。本发明通过测量第一伸缩杆和第二伸缩杆的角度从而得出射角和折射角，进而计算折射率，减少了学生作图的时间，而且测量的角度更加准确，通过移动挡板找出折射光线的过程中，还能够锻炼学生的动手能力和反应能力，提升学生的积极性。

Description

一种用于测定玻璃折射率的实验装置

技术领域

本发明属于光线折射率测量装置领域，具体地说是一种用于测定玻璃折射率的实验装置。

背景技术

现阶段普通高中物理进行测定玻璃折射率的实验装置比较简单，通过肉眼观察进行插入大头针，之后画出光线路线，通过量角器进行测量射入角和折射角，再算出折射率，使用这种方法装置简单，算法简易，但是实验过程中误差较大，而且比较费时，影响学生的积极性和严谨性。

发明内容

本发明提供一种用于测定玻璃折射率的实验装置，用以解决现有技术中的缺陷。

本发明通过以下技术方案予以实现：

一种用于测定玻璃折射率的实验装置，包括底板，底板顶面左右两端均固定安装侧面相对的竖版，左侧的竖板内侧面顶部通过铰接安装水平的激光发射器，激光发射器只能在水平面上转动，激光发射器底部固定安装竖直的第一连杆，第一连杆底部固定安装水平的第一伸缩杆，且第一伸缩杆的轴线平行于激光发射器所发射的激光，底板顶面中心开设第一导向槽，第一导向槽长度方向沿前后方向，第一导向槽上安装第一滑块，第一滑块左侧面开设第一凹槽，第一伸缩杆活动端位于第一凹槽中，第一伸缩杆活动端固定安装竖直的第一转轴，第一转轴通过轴承与第一凹槽连接，第一伸缩杆上方设置水平的第一量角器，第一量角器的圆心位于第一转轴的轴线上，第一量角器两端通过水平的第二连杆与第一滑块固定连接，第一量角器的刻度数值的大小从中间向两端依次增大，第一滑块上方设置水平的L形板， L形板两端通过竖直的第三连杆与底板固定连接，L形板水平板上方放置竖直的玻璃块，玻璃块右侧面设置横板，横板左侧面与玻璃块右侧面接触配合，横板顶面开设第二导向槽，第二导向槽上设置第二滑块，第二滑块顶端固定安装竖直的挡板，挡板左端面与玻璃块右侧面接触配合，右侧的竖板内侧面开设第一通孔，第一通孔内穿过第一螺栓，第一螺栓左端与横板右侧面通过轴承连接，第一螺栓与第一通孔通过螺纹连接，第二导向槽底面开设长条形通孔，第二滑块底面固定安装L形杆，L形杆竖直杆穿过长条形通孔，L形杆水平杆一端底部固定安装竖直的第四连杆，挡板后侧面靠近玻璃块的棱边位于第四连杆轴线上，第四连杆底部通过轴承安装水平的第二伸缩杆，第四连杆轴线与第二伸缩杆轴线相交并垂直，第一滑块右侧面开设第二凹槽，第二凹槽顶面和前后侧面贯穿，第二伸缩杆活动端位于第二凹槽内，第二伸缩杆活动端通过轴承安装竖直的第二转轴，第二凹槽底面开设第四导向槽，第四导向槽上设置第四滑块，第二转轴底部与第四滑块固定连接，第二转轴的轴线位于L形板竖直板右侧面所在的平面内，第二凹槽的左侧面开设第四通孔，第四通孔内设置水平的弹性伸缩杆，弹性伸缩杆一端与第一伸缩杆活动端面固定连接，且第一伸缩杆与第一弹性伸缩杆同轴，弹性伸缩杆另一端与第二转轴通过轴承连接，且第一伸缩杆的轴线与第二转轴的轴线相交，第二伸缩杆上方设置水平的第二量角器，第二量角器的圆心位于第二转轴的轴线上，第四连杆从第二量角器的空心部位穿过，第二量角器两端通过水平的第五连杆与第二转轴固定连接，第二量角器的刻度数值的大小为从中间向两端依次增大，第一伸缩杆和第二伸缩杆顶面设有指示箭头，指示箭头分别指向第一量角器和第二量角器的刻度。

如上所述的一种用于测定玻璃折射率的实验装置，所述的横板两端均设置横梁，横梁垂直于右侧的竖板的内侧面，横梁沿长度方向上均开设第三导向槽，第三导向槽上设置第三滑块，第三滑块分别于与横板的两端固定连接。

如上所述的一种用于测定玻璃折射率的实验装置，所述的激光发射器的铰接处安装扭簧，左侧的竖板开设倾斜的第二通孔，第二通孔内穿过第二螺栓，第二螺栓一端与激光发射器侧面接触配合，第二螺栓与第二通孔螺纹连接，扭簧使激光发射器始终保持与第二螺栓一端接触配合。

如上所述的一种用于测定玻璃折射率的实验装置，所述的横板的前端设置支撑板，支撑板前侧面开设第三通孔，横板上方设置水平的套筒，套筒穿过第三通孔，套筒与第三通孔通过轴承连接，第三通孔内设置螺杆，螺杆与套筒内侧面通过螺纹连接，螺杆外端与挡板前侧面固定连接，套筒前端面固定安装转轮，底板顶面对应支撑板的位置处固定安装导轨，导轨长度方向沿左右方向，支撑板底面安装在导轨上。

本发明的优点是：本发明通过学生自己动手操作进行入射角和折射角的测量，进而计算出折射率，具体使用时，通过转动第一螺栓，第一螺栓带动横板远离L形板，之后将需要测量的玻璃块放置在L形板水平板的上方，再反向转动第一螺栓使横板靠近玻璃块，通过L形板和横板将玻璃块夹紧，之后打开激光发射器，使激光发射器绕其铰接点转动，激光发射器转动通过第一连杆带动第一伸缩杆同步转动，第一伸缩杆转动带动第一滑块移动，第一滑块移动的同时使第一伸缩杆伸缩，调整激光发射器的位置，使激光穿过玻璃块投射到右侧的竖板上，由于第一伸缩杆的轴线平行于激光的路径，所以第一伸缩杆上的指示箭头在第一量角器上指示的角度为激光射到玻璃块上的入射角，在转动第一伸缩杆的时候，在弹性伸缩杆的作用下，第二转轴带动第四滑块移动，同时第四滑块移动带动第二量角器和第二伸缩杆移动，使第一伸缩杆的轴线与第二转轴的轴线始终相交，所以此时激光在玻璃块上的入射点位于第二转轴的轴线上，第二伸缩杆与第二转轴的轴线相交，按住第一滑块，之后移动挡板，挡板移动通过L形杆带动第四连杆移动，第四连杆移动带动第二伸缩杆转动，第二伸缩杆绕第二转轴转动的同时还进行伸缩，挡板移动一段距离后，使右侧的竖板上的激光点刚好消失时，此时相当于射出点位于挡板后侧面靠近玻璃块的棱边上，由于该棱边所在的直线垂直相交于第二伸缩杆轴线，且同时入射点在水平面的投影位于第二转轴的轴线上，此时相当于第二伸缩杆的轴线为折射光线所在的直线上，所以指示箭头在第二量角器上指示的角度为折射角的角度，通过将第一量角器和第二量角器进行计算即可计算出玻璃块的折射率；本发明结构简单，操作容易，通过测量第一伸缩杆和第二伸缩杆的角度从而得出射角和折射角，进而计算折射率，减少了学生作图的时间，而且测量的角度更加准确，通过移动挡板找出折射光线的过程中，还能够锻炼学生的动手能力和反应能力，提升学生的积极性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的结构示意图；图2为图1的俯视图；图3为图1的右视图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种用于测定玻璃折射率的实验装置，如图所示，包括底板1，底板1顶面左右两端均固定安装侧面相对的竖版2，左侧的竖板2内侧面顶部通过铰接安装水平的激光发射器3，激光发射器3只能在水平面上转动，激光发射器3底部固定安装竖直的第一连杆4，第一连杆4底部固定安装水平的第一伸缩杆5，且第一伸缩杆5的轴线平行于激光发射器3所发射的激光，底板1顶面中心开设第一导向槽6，第一导向槽6长度方向沿前后方向，第一导向槽6上安装第一滑块7，第一滑块7左侧面开设第一凹槽8，第一伸缩杆5活动端位于第一凹槽8中，第一伸缩杆5活动端固定安装竖直的第一转轴9，第一转轴9通过轴承与第一凹槽8连接，第一伸缩杆5上方设置水平的第一量角器10，第一量角器10的圆心位于第一转轴9的轴线上，第一量角器10两端通过水平的第二连杆11与第一滑块7固定连接，第一量角器10的刻度数值的大小从中间向两端依次增大，第一滑块7上方设置水平的L形板12， L形板12两端通过竖直的第三连杆13与底板1固定连接，L形板12水平板上方放置竖直的玻璃块14，玻璃块14右侧面设置横板15，横板15左侧面与玻璃块14右侧面接触配合，横板15顶面开设第二导向槽16，第二导向槽16上设置第二滑块17，第二滑块17顶端固定安装竖直的挡板18，挡板18左端面与玻璃块14右侧面接触配合，右侧的竖板2内侧面开设第一通孔19，第一通孔19内穿过第一螺栓20，第一螺栓20左端与横板15右侧面通过轴承连接，第一螺栓20与第一通孔10通过螺纹连接，第二导向槽16底面开设长条形通孔21，第二滑块17底面固定安装L形杆29，L形杆29竖直杆穿过长条形通孔，L形杆29水平杆一端底部固定安装竖直的第四连杆22，挡板18后侧面靠近玻璃块14的棱边位于第四连杆22轴线上，第四连杆22底部通过轴承安装水平的第二伸缩杆23，第四连杆22轴线与第二伸缩杆23轴线相交并垂直，第一滑块7右侧面开设第二凹槽24，第二凹槽24顶面和前后侧面贯穿，第二伸缩杆23活动端位于第二凹槽24内，第二伸缩杆23活动端通过轴承安装竖直的第二转轴25，第二凹槽24底面开设第四导向槽40，第四导向槽40上设置第四滑块41，第二转轴25底部与第四滑块41固定连接，第二转轴25的轴线位于L形板12竖直板右侧面所在的平面内，第二凹槽24的左侧面开设第四通孔42，第四通孔42内设置水平的弹性伸缩杆43，弹性伸缩杆43一端与第一伸缩杆5活动端面固定连接，且第一伸缩杆5与第一弹性伸缩杆5同轴，弹性伸缩杆43另一端与第二转轴25通过轴承连接，且第一伸缩杆5的轴线与第二转轴25的轴线相交，第二伸缩杆23上方设置水平的第二量角器26，第二量角器26的圆心位于第二转轴25的轴线上，第四连杆22从第二量角器26的空心部位穿过，第二量角器26两端通过水平的第五连杆27与第二转轴25固定连接，第二量角器26的刻度数值的大小为从中间向两端依次增大，第一伸缩杆5和第二伸缩杆23顶面设有指示箭头28，指示箭头28分别指向第一量角器10和第二量角器26的刻度。本发明通过学生自己动手操作进行入射角和折射角的测量，进而计算出折射率，具体使用时，通过转动第一螺栓20，第一螺栓20带动横板15远离L形板12，之后将需要测量的玻璃块14放置在L形板12水平板的上方，再反向转动第一螺栓20使横板15靠近玻璃块14，通过L形板12和横板15将玻璃块14夹紧，之后打开激光发射器3，使激光发射器3绕其铰接点转动，激光发射器3转动通过第一连杆4带动第一伸缩杆5同步转动，第一伸缩杆5转动带动第一滑块7移动，第一滑块7移动的同时使第一伸缩杆5伸缩，调整激光发射器3的位置，使激光穿过玻璃块14投射到右侧的竖板2上，由于第一伸缩杆5的轴线平行于激光的路径，所以第一伸缩杆5上的指示箭头28在第一量角器10上指示的角度为激光射到玻璃块14上的入射角，在转动第一伸缩杆5的时候，在弹性伸缩杆43的作用下，第二转轴25带动第四滑块41移动，同时第四滑块41移动带动第二量角器26和第二伸缩杆23移动，使第一伸缩杆5的轴线与第二转轴25的轴线始终相交，所以此时激光在玻璃块14上的入射点位于第二转轴25的轴线上，第二伸缩杆26与第二转轴25的轴线相交，按住第一滑块7，之后移动挡板18，挡板18移动通过L形杆29带动第四连杆22移动，第四连杆22移动带动第二伸缩杆23转动，第二伸缩杆23绕第二转轴25转动的同时还进行伸缩，挡板18移动一段距离后，使右侧的竖板2上的激光点刚好消失时，此时相当于射出点位于挡板18后侧面靠近玻璃块14的棱边上，由于该棱边所在的直线垂直相交于第二伸缩杆23轴线，且同时入射点在水平面的投影位于第二转轴25的轴线上，此时相当于第二伸缩杆23的轴线为折射光线所在的直线上，所以指示箭头28在第二量角器26上指示的角度为折射角的角度，通过将第一量角器10和第二量角器23进行计算即可计算出玻璃块14的折射率；本发明结构简单，操作容易，通过测量第一伸缩杆5和第二伸缩杆26的角度从而得出射角和折射角，进而计算折射率，减少了学生作图的时间，而且测量的角度更加准确，通过移动挡板18找出折射光线的过程中，还能够锻炼学生的动手能力和反应能力，提升学生的积极性。

具体而言，如图所示，本实施例所述的横板15两端均设置横梁30，横梁30垂直于右侧的竖板2的内侧面，横梁30沿长度方向上均开设第三导向槽31，第三导向槽31上设置第三滑块32，第三滑块31分别于与横板15的两端固定连接。该设计能够在横板15将玻璃块14夹紧时，防止横板15相对于玻璃块14转动，该设计使横板15始终处于水平状态，能够使学生使用起本装置更加方便稳定。

具体的，如图所示，本实施例所述的激光发射器3的铰接处安装扭簧，左侧的竖板2开设倾斜的第二通孔33，第二通孔33内穿过第二螺栓34，第二螺栓34一端与激光发射器3侧面接触配合，第二螺栓34与第二通孔33螺纹连接，扭簧使激光发射器始终保持与第二螺栓34一端接触配合。该设计通过扭簧使激光发射器3能够始终稳定固定在第二螺栓34的一端，从而使发射的激光稳定，需要转动激光发射器3时，通过转动第二螺栓34使激光发射器3绕铰接点转动，该设计能防止激光发射器3由于外界的触碰而摆动，从而影响使用，该设计使本装置更加稳定可靠。

进一步的，如图所示，本实施例所述的横板15的前端设置支撑板35，支撑板35前侧面开设第三通孔36，横板15上方设置水平的套筒37，套筒37穿过第三通孔36，套筒37与第三通孔36通过轴承连接，第三通孔37内设置螺杆38，螺杆38与套筒37内侧面通过螺纹连接，螺杆38外端与挡板18前侧面固定连接，套筒37前端面固定安装转轮39，底板1顶面对应支撑板35的位置处固定安装导轨44，导轨44长度方向沿左右方向，支撑板35底面安装在导轨44上。该设计通过转动转轮39，带动套筒37转动，套筒37转动在螺纹的作用下推动螺杆38移动，螺杆38移动带动挡板18移动，且在移动横板15的时候支撑板35在导轨44上移动，该设计使学生在移动挡板18时能够更加准确和方便，使挡板18能够更加准确移动到射出点，使测量结果更加准确，同时还能够培养学生的动手能力和反应能力。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (4)

1.一种用于测定玻璃折射率的实验装置，其特征在于：包括底板（1），底板（1）顶面左右两端均固定安装侧面相对的竖版（2），左侧的竖板（2）内侧面顶部通过铰接安装水平的激光发射器（3），激光发射器（3）只能在水平面上转动，激光发射器（3）底部固定安装竖直的第一连杆（4），第一连杆（4）底部固定安装水平的第一伸缩杆（5），且第一伸缩杆（5）的轴线平行于激光发射器（3）所发射的激光，底板（1）顶面中心开设第一导向槽（6），第一导向槽（6）长度方向沿前后方向，第一导向槽（6）上安装第一滑块（7），第一滑块（7）左侧面开设第一凹槽（8），第一伸缩杆（5）活动端位于第一凹槽（8）中，第一伸缩杆（5）活动端固定安装竖直的第一转轴（9），第一转轴（9）通过轴承与第一凹槽（8）连接，第一伸缩杆（5）上方设置水平的第一量角器（10），第一量角器（10）的圆心位于第一转轴（9）的轴线上，第一量角器（10）两端通过水平的第二连杆（11）与第一滑块（7）固定连接，第一量角器（10）的刻度数值的大小从中间向两端依次增大，第一滑块（7）上方设置水平的L形板（12）， L形板（12）两端通过竖直的第三连杆（13）与底板（1）固定连接，L形板（12）水平板上方放置竖直的玻璃块（14），玻璃块（14）右侧面设置横板（15），横板（15）左侧面与玻璃块（14）右侧面接触配合，横板（15）顶面开设第二导向槽（16），第二导向槽（16）上设置第二滑块（17），第二滑块（17）顶端固定安装竖直的挡板（18），挡板（18）左端面与玻璃块（14）右侧面接触配合，右侧的竖板（2）内侧面开设第一通孔（19），第一通孔（19）内穿过第一螺栓（20），第一螺栓（20）左端与横板（15）右侧面通过轴承连接，第一螺栓（20）与第一通孔（10）通过螺纹连接，第二导向槽（16）底面开设长条形通孔（21），第二滑块（17）底面固定安装L形杆（29），L形杆（29）竖直杆穿过长条形通孔，L形杆（29）水平杆一端底部固定安装竖直的第四连杆（22），挡板（18）后侧面靠近玻璃块（14）的棱边位于第四连杆（22）轴线上，第四连杆（22）底部通过轴承安装水平的第二伸缩杆（23），第四连杆（22）轴线与第二伸缩杆（23）轴线相交并垂直，第一滑块（7）右侧面开设第二凹槽（24），第二凹槽（24）顶面和前后侧面贯穿，第二伸缩杆（23）活动端位于第二凹槽（24）内，第二伸缩杆（23）活动端通过轴承安装竖直的第二转轴（25），第二凹槽（24）底面开设第四导向槽（40），第四导向槽（40）上设置第四滑块（41），第二转轴（25）底部与第四滑块（41）固定连接，第二转轴（25）的轴线位于L形板（12）竖直板右侧面所在的平面内，第二凹槽（24）的左侧面开设第四通孔（42），第四通孔（42）内设置水平的弹性伸缩杆（43），弹性伸缩杆（43）一端与第一伸缩杆（5）活动端面固定连接，且第一伸缩杆（5）与第一弹性伸缩杆（5）同轴，弹性伸缩杆（43）另一端与第二转轴（25）通过轴承连接，且第一伸缩杆（5）的轴线与第二转轴（25）的轴线相交，第二伸缩杆（23）上方设置水平的第二量角器（26），第二量角器（26）的圆心位于第二转轴（25）的轴线上，第四连杆（22）从第二量角器（26）的空心部位穿过，第二量角器（26）两端通过水平的第五连杆（27）与第二转轴（25）固定连接，第二量角器（26）的刻度数值的大小为从中间向两端依次增大，第一伸缩杆（5）和第二伸缩杆（23）顶面设有指示箭头（28），指示箭头（28）分别指向第一量角器（10）和第二量角器（26）的刻度。

2.根据权利要求1所述的一种用于测定玻璃折射率的实验装置，其特征在于：所述的横板（15）两端均设置横梁（30），横梁（30）垂直于右侧的竖板（2）的内侧面，横梁（30）沿长度方向上均开设第三导向槽（31），第三导向槽（31）上设置第三滑块（32），第三滑块（31）分别于与横板（15）的两端固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种用于测定玻璃折射率的实验装置，其特征在于：所述的激光发射器（3）的铰接处安装扭簧，左侧的竖板（2）开设倾斜的第二通孔（33），第二通孔（33）内穿过第二螺栓（34），第二螺栓（34）一端与激光发射器（3）侧面接触配合，第二螺栓（34）与第二通孔（33）螺纹连接，扭簧使激光发射器始终保持与第二螺栓（34）一端接触配合。

4.根据权利要求1所述的一种用于测定玻璃折射率的实验装置，其特征在于：所述的横板（15）的前端设置支撑板（35），支撑板（35）前侧面开设第三通孔（36），横板（15）上方设置水平的套筒（37），套筒（37）穿过第三通孔（36），套筒（37）与第三通孔（36）通过轴承连接，第三通孔（37）内设置螺杆（38），螺杆（38）与套筒（37）内侧面通过螺纹连接，螺杆（38）外端与挡板（18）前侧面固定连接，套筒（37）前端面固定安装转轮（39），底板（1）顶面对应支撑板（35）的位置处固定安装导轨（44），导轨（44）长度方向沿左右方向，支撑板（35）底面安装在导轨（44）上。

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