CN206115826U - 光的反射演示仪 - Google Patents

Abstract

一种光的反射演示仪，包括底座和透明半球体，底座上安装一转盘，透明半球体扣设在转盘的卡槽上，转盘的外侧固定设置有轴承转环，该轴承转环的内环上端安装一与透明半球体同心的弧形架，弧形架的弧形槽内导向滑动设置有激光发射装置，透明半球体的底盘中部设置有圆形平面镜，圆形平面镜的正上方设置一与透明罩相连接的玻璃柱，透明罩上交叉设置若干个经线，透明罩的一侧还设有喷烟嘴，本实用新型在透明半球体的上端设有涂设红色标记的玻璃柱，以代表法线，在透明玻璃罩内充入烟雾，能清晰显示出光路，透明罩上标有经线和度数，能准确地研究反射光线、入射光线和法线的位置关系，以及反射角和入射角的大小关系。

Description

光的反射演示仪

技术领域：

本实用新型涉及一种光学实验仪器，具体涉及一种光的反射演示仪。

背景技术：

光的反射定律是初中阶段学生要掌握的重要光学定律；实验探究光的反射定律，也是初中物理实验的重要内容；教材中是利用光屏来显示光路的，其局限性在于，只能在一个平面内观察反射光线、入射光线和法线的空间关系，不利于让学生在脑海中对光路形成立体感知；另外，在具体的实验操作中，往往实验人员要经过多次调节激光器的位置，才能让光路呈现在光屏上，实施起来并不容易，不便于比较反射光线、入射光线和法线的位置关系，以及反射角和入射角的大小关系，如何通过教学实验仪器来讲解枯燥生涩的物理定律，方便学生的理解和记忆，是很多物理老师希望解决的问题。

发明内容：

本实用新型的目的是为了克服上述现有技术存在的不足之处，而提供一种光的反射演示仪，其可以直观地演示出反射光路，使学生能够充分理解光的反射规律，并能准确、直观地研究反射光线、入射光线和法线的位置关系，以及反射角和入射角的大小关系。

为了解决背景技术所存在的问题，本实用新型采用如下技术方案：一种光的反射演示仪，包括底座和透明半球体，底座上安装一转盘，转盘上设有卡槽，透明半球体扣设在转盘的卡槽上，转盘的外侧固定设置有轴承转环，该轴承转环的内环上端安装一与透明半球体同心的弧形架，弧形架的弧形槽内导向滑动设置有激光发射装置，所述透明半球体包括透明罩和底盘，底盘的中部设置有圆形平面镜，圆形平面镜的正上方设置一与透明罩相连接的玻璃柱，在玻璃柱的外周表面上每间隔一定距离涂覆有红色漆料，玻璃柱与圆形平面镜之间留有间隙，透明罩上交叉设置若干个经线，所述底盘上设置若干直径线，经线向底盘面的投影线与直径线呈一一对应设置，经线上标识有刻度，透明罩的一侧还设有喷烟嘴。

在转盘和轴承转环之间设置一锁紧装置，所述锁紧装置包括一呈V形的弹簧片、调节螺栓和安装板，弹簧片的一端与轴承转环固定连接，弹簧片的另一端靠近转盘处固定有橡胶垫，弹簧片的V形开口内设置一支撑板，支撑板的一端与弹簧片靠近轴承转环的一端相铰接，支撑板的另一端与弹簧片靠近转盘的一端相抵接，安装板固定在轴承转环的一侧，调节螺栓螺纹配合与安装板上的螺纹孔并向下与支撑板相抵接。

所述轴承转环包括固定在底座上的外环及转动设置在外环内侧的内环，弧形架安装在所述内环上。

所述的激光发射装置包括激光器和激光器安装座，激光器安装座上连接一螺栓，螺栓穿过弧形槽并与弧形架外侧的羊角螺母配合连接。

本实用新型的有益效果是：

（1）本实用新型在透明半球体的上端设有涂覆红色漆料的玻璃柱，以代表法线，在透明玻璃罩内充入烟雾，能清晰显示出光路，非常直观；透明罩上标有经线和度数，能准确地研究反射光线、入射光线和法线的位置关系，以及反射角和入射角的大小关系；使学生更容易理解光的反射定律。

（2）本实用新型用途多样，不仅能研究光的反射规律，还可以演示光路可逆、模拟演示镜面反射和漫反射。

附图说明：

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是透明半球体的立体结构示意图；

图3是底盘的结构示意图。

图中：1.喷烟嘴，2.透明半球体，3.经线，4.玻璃柱，5.激光器，6.羊角螺母，7.弧形架，8.垫脚，9.圆形平面镜，10.转盘，11.底座，12.轴承转环，13.底盘，14.直径线，15.支撑板，16.调节螺栓，17.弹簧片。

具体实施方式：

参照图1-3，一种光的反射演示仪，包括底座11和透明半球体2，底座11的下端设有垫脚8，底座11上安装一转盘10，转盘10上设有卡槽，透明半球体2扣设在转盘的卡槽上，转盘10的外侧固定设置有轴承转环12，该轴承转环12的内环上端安装一与透明半球体2同心的弧形架7，弧形架7的弧形槽内导向滑动设置有激光发射装置，所述透明半球体2包括透明罩和底盘13，底盘13的中部设置有圆形平面镜9，圆形平面镜9的正上方设置一与透明罩相连接的玻璃柱4，在玻璃柱4的外周表面上每间隔一定距离涂覆有红色漆料，玻璃柱4与圆形平面镜9之间留有间隙，透明罩上交叉设置若干个经线3，所述底盘13上设置若干直径线14，经线向底盘面的投影线与直径线14呈一一对应设置，经线3上标识有刻度，透明罩的一侧还设有喷烟嘴1。

在转盘10和轴承转环12之间设置一锁紧装置，所述锁紧装置包括一呈V形的弹簧片17、调节螺栓16和安装板，弹簧片17的一端与轴承转环12固定连接，弹簧片17的另一端靠近转盘10处固定有橡胶垫，弹簧片17的V形开口内设置一支撑板15，支撑板15的一端与弹簧片17靠近轴承转环12的一端相铰接，支撑板15的另一端与弹簧片17靠近转盘10的一端相抵接，安装板固定在轴承转环12的一侧，调节螺栓16螺纹配合与安装板上的螺纹孔并向下与支撑板15相抵接。

所述轴承转环12包括固定在底座11上的外环及转动设置在外环内侧的内环，弧形架7安装在所述内环上。

所述的激光发射装置包括激光器5和激光器安装座，激光器5安装座上连接一螺栓，螺栓穿过弧形槽并与弧形架外侧的羊角螺母6配合连接。

本实用新型可以在三维空间内研究光的反射定律。实验时，透明半球体2位置不变，调节激光器5的位置，使入射光线透过一条经线并指向玻璃柱4正下方的圆形平面镜9，圆形平面镜9的直径为4-8mm，便于确定入射点的位置；反射光线透过同一条经线，证明反射光线、入射光线和法线在同一平面内；上下调节激光器5在弧形架上的位置，可以观察到入射光线靠近或远离玻璃柱4，反射光线也相应靠近或远离玻璃柱4，证明反射光线和入射光线分居在法线两侧；入射光线垂直照射玻璃柱，观察反射光线的位置，证明垂直入射时，反射光线、入射光线和法线重合。经线上设有标准的度数，直接对应了反射角和入射角的大小，调节激光器5的位置，让入射光线透过经线上某一度数并指向圆形平面镜9，反射光线透过同一条经线另一侧同一度数，证明反射角等于入射角。

同理，可以转动弧形架7，将激光器5发射的光线投射至不同经线上研究，也可以通过固定激光器5，旋转转盘10，使透明半球体2转动，让入射光线指到不同的经线上去研究；为了便于教师在课堂上演示实验，弧形架7所在的轴承转环12通过锁紧装置与透明半球体2所在的转盘10固定在一起，这样弧形架7和透明半球体2可以同时转动，可以让教室中不同位置的同学多角度观察反射光路。

本实用新型还可以演示光路可逆，安装在弧形架7上的激光器5采用绿色灯光，手拿一支激光器采用红色灯光，红色光源沿绿色灯光的反射光线逆向照射，红色的反射光路和绿色的反射光路完全重合，证明光路可逆。

本实用新型还可以模拟镜面反射和漫反射，在底盘13上放入平面反射条和曲面反射条，采用四个激光器组合成一个平行光源，分别照射到平面反射条和曲面反射条上，直观演示出镜面反射和漫反射。

Claims (4)

1.一种光的反射演示仪，包括底座（11）和透明半球体（2），底座（11）上安装一转盘（10），转盘（10）上设有卡槽，透明半球体（2）扣设在转盘的卡槽上，转盘（10）的外侧固定设置有轴承转环（12），该轴承转环（12）的内环上端安装一与透明半球体（2）同心的弧形架（7），弧形架（7）的弧形槽内导向滑动设置有激光发射装置，所述透明半球体（2）包括透明罩和底盘（13），底盘（13）的中部设置有圆形平面镜（9），圆形平面镜（9）的正上方设置一与透明罩相连接的玻璃柱（4），在玻璃柱（4）的外周表面上每间隔一定距离涂覆有红色漆料，玻璃柱（4）与圆形平面镜（9）之间留有间隙，透明罩上交叉设置若干个经线（3），所述底盘（13）上设置若干直径线（14），经线向底盘面的投影线与直径线（14）呈一一对应设置，经线（3）上标识有刻度，透明罩的一侧还设有喷烟嘴（1）。

2.根据权利要求1所述的光的反射演示仪，其特征在于：在转盘（10）和轴承转环（12）之间设置一锁紧装置，所述锁紧装置包括一呈V形的弹簧片（17）、调节螺栓（16）和安装板，弹簧片（17）的一端与轴承转环（12）固定连接，弹簧片（17）的另一端靠近转盘（10）处固定有橡胶垫，弹簧片（17）的V形开口内设置一支撑板（15），支撑板（15）的一端与弹簧片（17）靠近轴承转环（12）的一端相铰接，支撑板（15）的另一端与弹簧片（17）靠近转盘（10）的一端相抵接，安装板固定在轴承转环（12）的一侧，调节螺栓（16）螺纹配合与安装板上的螺纹孔并向下与支撑板（15）相抵接。

3.根据权利要求1所述的光的反射演示仪，其特征在于：所述轴承转环（12）包括固定在底座（11）上的外环及转动设置在外环内侧的内环，弧形架（7）安装在所述内环上。

4.根据权利要求1所述的光的反射演示仪，其特征在于：所述的激光发射装置包括激光器（5）和激光器安装座，激光器（5）安装座上连接一螺栓，螺栓穿过弧形槽并与弧形架（7）外侧的羊角螺母（6）配合连接。