CN207662796U - 一种插针法测定玻璃折射率的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开的一种插针法测定玻璃折射率的装置，包括木板、玻璃砖，还包括支撑架、角度尺和指针，角度尺与支撑架之间滑动连接，指针一端与角度尺之间铰接，指针另一端与角度尺活动连接，指针上设有针孔，角度尺上设有刻度。根据角度尺上的刻度将指针转动到指定的角度，使得入射角θ1确定，沿指针右端面画入射光线，沿角度尺画aa’，不需要测量入射角θ1的角度，提高实验精度。

Description

一种插针法测定玻璃折射率的装置

技术领域

本实用新型涉及实验装置技术领域，具体地说是一种插针法测定玻璃折射率的装置。

背景技术

光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生改变，从而使光线在不同介质的交界处发生偏折。其原理在于光在在两种不同的物质里传播速度不同，故在两种介质的交界处传播方向发生变化，这就是光的折射。

光在通过玻璃时也会产生折射，现有的测定玻璃折射率的方法通常是采用插针法，测试时首先用图钉将白纸固定在木板上，在白纸上画出一条直线aa’、入射光线和法线，并在入射光线上插上P1、P2两枚大头针，在白纸上放上玻璃砖，使玻璃砖的一个长边与直线aa’对齐，画出玻璃砖另一长边的对齐线bb’，通过玻璃砖观察并调整视线方向，使得P1被P2挡住，在后在观察一侧插上大头针P3，使得P3同时挡住P1、P2，再插上P4 挡住P1、P2、P3，移去玻璃砖，拔除大头针，由大头针P3、P4的针孔位置确定出射光线，从而能够画出玻璃砖内的折射光线，最后用量角器测量入射角和折射角，查出正弦值，改变入射角，重复试验。

在此测试过程中，测试前先画出入射光线，测试完后再在测量入射角和折射角，入射角的角度在测量的过程中会出现偏差；P1、P2两枚大头针在插针的过程中会出现偏差，影响测量精度。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决上述入射角的角度在测量时会出现偏差以及P1、P2两枚大头针在插针的过程中会出现偏差的问题，提供一种插针法测定玻璃折射率的装置。

本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案是：

一种插针法测定玻璃折射率的装置，包括木板、玻璃砖，还包括支撑架、角度尺和指针，角度尺与支撑架之间滑动连接，指针一端与角度尺之间铰接，指针另一端与角度尺活动连接，指针上设有针孔，角度尺上设有刻度。

进一步地，所述角度尺分为平直部和弯曲部。

进一步地，所述平直部两端设有导套，支撑架两端与导套相应的位置设有导柱，导柱和导套之间通过锁紧螺钉固定。

进一步地，角度尺的平直部和弯曲部下端设有凹槽，指针与角度尺铰接一端深入到平直部下端凹槽内，指针角度尺活动连接一端深入到弯曲部下端凹槽内。

进一步地，平直部下端凹槽内设有工字钉，指针与工字钉相应的位置设有铰接孔，工字钉与铰接孔配合。

进一步地，工字钉中心线位于平直部前端面中心处，铰接孔中心线与指针右端面重合。

进一步地，弯曲部内设有半圆形长条孔，指针与长条孔相应的位置设有螺纹杆，螺纹杆上设有螺母。

进一步地，所述针孔至少设有两个，针孔中心线与指针右端面重合。所述木板通过固定装置固定在支撑架下端面上，所述固定装置包括丝杠、压板和压紧螺母，支撑架下端面上阵列有螺纹孔，丝杠固定在螺纹孔内，压板两端套在丝杠上并与木板接触，压紧螺母旋在丝杠上。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型为了解决入射角的角度在测量时会出现偏差的问题，还包括支撑架、角度尺和指针，角度尺与支撑架之间滑动连接，指针一端与角度尺之间铰接，指针另一端与角度尺活动连接，角度尺上设有刻度。在使用时，将角度尺下移与木板接触，根据角度尺上的刻度将指针转动到指定的角度，使得入射角θ1确定，沿指针右端面画入射光线，沿角度尺画 aa’，不需要测量入射角θ1的角度，提高实验精度。

2、本实用新型为了解决P1、P2两枚大头针在插针的过程中会出现偏差的问题，指针上设有针孔，在指针上的针孔内插入大头针P1、P2，之后将大头针P1、P2从针孔内拔出，针孔的位置与入射光线重合，之后重新将大头针P1、P2插入到针孔内，保证了大头针P1、P2在插针的过程中不会出现偏差，测量精度高。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图一；

图2为本实用新型结构示意图二；

图3为角度尺和指针铰接处剖视图；

图4为角度尺结构示意图一；

图5为角度尺结构示意图二；

图6为指针结构示意图；

图7为光线折射示意图。

图中：1、木板，2、玻璃砖，3、支撑架，4、角度尺，41、平直部， 42、弯曲部，5、指针，51、针孔，6、刻度，7、导套，8、导柱，9、锁紧螺钉，10、凹槽，11、工字钉，12、铰接孔，13、长条孔，14、螺纹杆， 15、螺母，16丝杠，17、压板，18、压紧螺母。

具体实施方式

为了能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本实用新型进行详细阐述。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。

现定义P1、P2所在的直线为入射光线，P3、P4所在的直线为出射光线， O点位入射点，O’为出射点，aa’为玻璃砖(2)上沿直线，bb’为玻璃砖 (2)下沿直线，θ1为入射角，θ2为折射角。

根据图1至图7所示，一种插针法测定玻璃折射率的装置，包括木板1、玻璃砖2，还包括支撑架3、角度尺4和指针5，角度尺4与支撑架3之间滑动连接，指针5一端与角度尺4之间铰接，指针5另一端与角度尺4活动连接，指针5上设有针孔51，角度尺4上设有刻度6。在使用时，将角度尺4下移与木板1接触，根据角度尺4上的刻度6将指针5转动到指定的角度，使得入射角θ1确定，沿指针5右端面画入射光线，沿角度尺4画 aa’，在指针5上的针孔51内插入大头针，之后将大头针P1、P2从针孔 51内拔出，将角度尺4上移，根据针孔的位置补全入射光线，不需要测量入射角θ1的角度，提高实验精度；在确定出射光线时，将大头针P1、P2重新插到针孔中，保证了大头针P1、P2在插针的过程中不会出现偏差，测量精度高。

所述角度尺4分为平直部41和弯曲部42。刻度6位于弯曲部42上。

所述平直部41两端设有导套7，支撑架3两端与导套7相应的位置设有导柱8，导柱8和导套7之间通过锁紧螺钉9固定。角度尺4可在支撑架 3内沿导柱8上下移动，在需要角度尺4时，将锁紧螺钉9松开，角度尺4 下移至于木板1平面紧密接触，锁紧螺钉9锁紧，不需要时将角度尺4上移。

角度尺4的平直部41和弯曲部42下端设有凹槽10，指针5与角度尺 4铰接一端深入到平直部41下端凹槽内，指针5角度尺4活动连接一端深入到弯曲部42下端凹槽内。弯曲部42下端凹槽内呈半圆环形，凹槽外圆直径小于弯曲部42外圆直径，平直部41下端凹槽呈长方形，宽度小于平直部41宽度。

平直部41下端凹槽内设有工字钉11，指针5与工字钉11相应的位置设有铰接孔12，工字钉11与铰接孔12配合。平直部41前端中心处设有半圆形凸起，工字钉11位于半圆形凸下端，铰接孔12位于指针5前端，指针5前端设有弧形部，弧形部能够防止指针5在转动的过程中与角度尺4 下端凹槽10之间发生干涉。

工字钉11中心线位于平直部41前端面中心处，铰接孔12中心与指针 5右端面重合。在画入射光线时沿指针5右端面画线，在画直线aa’时沿角度尺4平直部41画线，工字钉11和铰接孔12的位置可以保证指针5右端面绕平直部41前端面中心处转动，在调节入射角θ1时，调节入射光线与直线aa’在同一点处的角度，可以在同一张白纸上同时画出多个折射光线，多个折射光线的入射点O为同一点，可以比较直观的观察折射光线并进行对比。

弯曲部42内设有半圆形长条孔13，指针5与长条孔13相应的位置设有螺纹杆14，螺纹杆14上设有螺母15。螺纹杆14穿出长条孔13与螺母 15螺接，指针5与弯曲部42下端凹槽配合，在需要转动指针5时，旋松螺母15，转动指针5到指定的角度处，之后旋紧螺母15，将指针5和角度尺 4固定。

所述针孔51至少设有两个，针孔51中心线与指针5右端面重合。大头针定义为P1、P2，将大头针P1、P2通过针孔51插到木板1上，大头针 P1、P2在白纸上留下对应针孔，针孔与指针5右端面重合重合，沿指针5 右端面画入射光线，充分保证了大头针P1、P2与入射光线重合，也保证P1、 P2处两枚大头针在插针的过程中不会出现偏差，测量精度高。

所述木板1通过固定装置固定在支撑架3下端面上，所述固定装置包括丝杠16、压板17和压紧螺母18，支撑架3下端面上阵列有螺纹孔，丝杠16固定在螺纹孔内，压板17两端套在丝杠16上并与木板1接触，压紧螺母18旋在丝杠16上。压板17两端设有通孔，丝杠16穿过压板17两端通孔，压紧螺母18旋紧固定压板17，从而压紧木板1。

在使用时，首先用图钉将白纸固定在木板1上，将木板1安放在支撑架3下端面上，通过丝杠16、压板17和压紧螺母18配合将木板1固定在支撑架3下端面，将锁紧螺钉9松开，角度尺4沿导柱8下移至与木板1 平面紧密接触，锁紧螺钉9锁紧，旋松螺母15，根据刻度6转动指针5指向30°方向，之后旋紧螺母15，将指针5和角度尺4固定，在在指针5上的针孔51内插入大头针，之后将大头针从针孔51内拔出，根据大头针P1、 P2的位置补全入射光线，再将大头针插入到相应的针孔51内，不需要测量入射角θ1的角度，提高实验精度，也保证了大头针在插针的过程中不会出现偏差，测量精度高；沿角度尺4平直部41画一段直线aa’，aa’与入射光线的交点为入射点O，之后将锁紧螺钉9松开，角度尺4沿导柱8上移一段距离，保证不与玻璃砖2发生干涉，锁紧螺钉9锁紧，在白纸上放上玻璃砖，使玻璃砖的一个长边与直线aa’对齐，画出玻璃砖另一长边的对齐线bb’，通过玻璃砖观察并调整视线方向，使得P1被P2挡住，在后在观察一侧插上大头针P3，使得P3同时挡住P1、P2，再插上P4挡住P1、P2、 P3，移去玻璃砖，拔除大头针，由大头针P3、P4的针孔位置确定出射光线，出射光线与bb’的交点为出射点O’,通过O、O’能够画出玻璃砖内的折射光线，最后用量角器测量入射角θ1和折射角θ2，查出正弦值，改变入射角θ1，重复试验；在重复实验的过程中，可在同一张纸上在同一入射点O 画出不同入射角θ1的折射光线，更容易观察对比。

上述虽然结合附图对实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，在实用新型技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

Claims (9)

1.一种插针法测定玻璃折射率的装置，包括木板(1)、玻璃砖(2)，其特征是，还包括支撑架(3)、角度尺(4)和指针(5)，角度尺(4)与支撑架(3)之间滑动连接，指针(5)一端与角度尺(4)之间铰接，指针(5)另一端与角度尺(4)活动连接，指针(5)上设有针孔(51)，角度尺(4)上设有刻度(6)。

2.根据权利要求1所述的一种插针法测定玻璃折射率的装置，其特征是，所述角度尺(4)分为平直部(41)和弯曲部(42)。

3.根据权利要求2所述的一种插针法测定玻璃折射率的装置，其特征是，所述平直部(41)两端设有导套(7)，支撑架(3)两端与导套(7)相应的位置设有导柱(8)，导柱(8)和导套(7)之间通过锁紧螺钉(9)固定。

4.根据权利要求2所述的一种插针法测定玻璃折射率的装置，其特征是，角度尺(4)的平直部(41)和弯曲部(42)下端设有凹槽(10)，指针(5)与角度尺(4)铰接一端深入到平直部(41)下端凹槽内，指针(5)角度尺(4)活动连接一端深入到弯曲部(42)下端凹槽内。

5.根据权利要求4所述的一种插针法测定玻璃折射率的装置，其特征是，平直部(41)下端凹槽内设有工字钉(11)，指针(5)与工字钉(11)相应的位置设有铰接孔(12)，工字钉(11)与铰接孔(12)配合。

6.根据权利要求5所述的一种插针法测定玻璃折射率的装置，其特征是，工字钉(11)中心线位于平直部(41)前端面中心处，铰接孔(12)中心线与指针(5)右端面重合。

7.根据权利要求4所述的一种插针法测定玻璃折射率的装置，其特征是，弯曲部(42)内设有半圆形长条孔(13)，指针(5)与长条孔(13) 相应的位置设有螺纹杆(14)，螺纹杆(14)上设有螺母(15)。

8.根据权利要求1所述的一种插针法测定玻璃折射率的装置，其特征是，所述针孔(51)至少设有两个，针孔(51)中心线与指针(5)右端面重合。

9.根据权利要求1所述的一种插针法测定玻璃折射率的装置，其特征是，所述木板(1)通过固定装置固定在支撑架(3)下端面上，所述固定装置包括丝杠(16)、压板(17)和压紧螺母(18)，支撑架(3)下端面上设有螺纹孔，丝杠(16)固定在螺纹孔内，压板(17)两端套在丝杠(16)上并与木板(1)接触，压紧螺母(18)旋在丝杠(16)上。