CN215220029U - 光学色散演示装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了光学色散演示装置，包括复合光源、三棱镜组件、反射镜组件、第一支撑架和用于调节三棱镜组件转动角度的转动机构；三棱镜组件、反射镜组件、转动机构均固定于第一支撑架上，复合光源设置于第一支撑架的上方，复合光源发出的光经过反射镜组件反射到三棱镜组件上进行色散演示；该演示装置转动机构可以调节三棱镜组件的转动角度，从而可以高效的接收来自反射镜组件反射来的白色光源，并反射出不同颜色的光，以实现光学色散的演示目的。

Description

光学色散演示装置

技术领域

本实用新型涉及光色散演示技术领域，尤其涉及光学色散演示装置。

背景技术

光学上将横截面为三角形的透明体叫做三棱镜，它是由透明材料作成的截面呈三角形的光学仪器，属于色散棱镜的一种，能够使复色光在通过棱镜时发生色散。目前，在教育和科普领域，对于各色光线的色散一般是采用图片或幻灯片进行演示，受教育者无法动态体会到光色的变化，影响教学效果。现有三棱镜演示各色光的色散的效果较为单一，无法演示更复杂的情况对光色散的影响。

实用新型内容

基于背景技术存在的技术问题，本实用新型提出了光学色散演示装置，通过转动机构可以调节三棱镜组件的转动角度，实现了三棱镜组件在不同角度下的光学色散演示。

本实用新型提出的光学色散演示装置，包括复合光源、三棱镜组件、反射镜组件、第一支撑架和用于调节三棱镜组件转动角度的转动机构；三棱镜组件、反射镜组件、转动机构均固定于第一支撑架上，复合光源设置于第一支撑架的上方，复合光源发出的光经过反射镜组件反射到三棱镜组件上进行色散演示。

进一步地，演示装置还包括造型幕布和固定于房顶的吊挂机构，造型幕布的一端与吊挂机构固定连接、另一端与第一支撑架固定连接。

进一步地，吊挂机构与第一支撑架之间通过钢丝绳连接，复合光源固定于房顶或吊挂机构上。

进一步地，所述转动机构包括步进电机、联轴器和用于固定三棱镜组件的棱镜固定座，步进电机固定于第一支撑架上、输出端通过联轴器与三棱镜固定座固定连接。

进一步地，反射镜组件、三棱镜组件、造型幕布形成一组演示组件，所述演示组件至少为两个，所述演示组件环状设置。

进一步地，四个演示组件等角度均匀设置，形成环状演示圈。

进一步地，演示装置还包括操作台，操作台上设置有与演示组件对应数量的操作杆。

本实用新型提供的光学色散演示装置的优点在于：本实用新型结构中提供的光学色散演示装置，转动机构可以调节三棱镜组件的转动角度，从而可以高效的接收来自反射镜组件反射来的白色光源，并反射出不同颜色的光，以实现光学色散的演示目的；其各三棱镜可以设置为大小各不相同，从而可以研究不同大小三棱镜对光色散的影响；通过三棱镜组件折射的光投射到造型幕布上进行显示，可以更直观的观察和理解光的色散。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为操作台的结构示意图；

图3为转动机构的结构示意图；

其中，1-复合光源，2-三棱镜组件，3-反射镜组件，4-第一支撑架，5-转动机构，6-造型幕布，7-吊挂机构，8-钢丝绳，9-操作台，10-操作杆，11-棱镜固定板，51-步进电机，52-联轴器，53-棱镜固定座。

具体实施方式

下面，通过具体实施例对本实用新型的技术方案进行详细说明，在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施的限制。

如图1至3所示，本实用新型提出的光学色散演示装置，包括复合光源1、三棱镜组件2、反射镜组件3、第一支撑架4和用于调节三棱镜组件2转动角度的转动机构5；三棱镜组件2、反射镜组件3、转动机构5均固定于第一支撑架4上，复合光源1设置于第一支撑架4的上方，复合光源1发出的光经过反射镜组件3反射到三棱镜组件2上进行色散演示。

复合光源1为整个装置提供能够色散成7种颜色的白色光源，在色散演示中，通过转动机构5可以调节三棱镜组件2的转动角度，从而可以高效的接收来自反射镜组件3反射来的白色光源，并反射出不同颜色的光，以实现光学色散的演示目的。

需要了解的是，可以设置棱镜固定板11，将三棱镜组件2和反射镜组件3分别固定于棱镜固定板11的相对两端，三棱镜组件2可以选择三棱镜，三棱镜的两端可以通过轴承固定到第一支撑架4上，这样便于三棱镜通过转动机构5驱动转动角度。

在本实施例中，为了实现色散的直观性观察，以增加趣味性和科普性，设置了造型幕布6和吊挂机构7，其中吊挂机构7固定于房顶，是为了便于通过钢丝绳固定第一支撑架4，将造型幕布6设置于吊挂机构7与第一支撑架4之间，同时造型幕布6设置于三棱镜组件2的一侧，便于三棱镜组件2散射的光打在造型幕布6上进行显示，因而观察者可以通过观察造型幕布6上的颜色显示和变化，即可直观理解光的色散。

针对复合光源1的固定位置，复合光源1可以固定于房顶或吊挂机构7上，且其发光侧是面向反射镜组件3设置；反射镜组件3、三棱镜组件2、造型幕布6形成一组演示组件，所述演示组件至少为两个，所述演示组件环状设置，例如设置四个演示组件等角度均匀设置，形成环状演示圈，在外形上是个圆柱体形状，复合光源1可以设置于圆柱体的上端中心位置，演示组件设置于圆柱体下端的环状四周，圆柱体的的柱体部分由造型幕布6组成，但不排除在外形上是上宽下窄的筒状结构。

应理解地是，四个演示组件中的每个三棱镜组件2可以设置为大小不同的三棱镜，其各三棱镜大小各不相同，从而可以研究不同大小三棱镜对光色散的影响。

同时为了增加互动效果，操作台9上设置有操作杆10，观察者可以转动操作杆10，控制转动机构5调整三棱镜组件2的角度，当三棱镜组件2转动到一定的角度后可以观察到造型幕布6上显示不同颜色，实现了光的色散功能。

其中，操作杆与转动机构5中的步进电机51通过无线连接，操作杆10的数量可以设置为与演示组件数量一致，使得一个操作杆10控制一个演示组件中的转动机构5，以实现不同演示组件可以独立调整，并进行不同的色散程度演示，一方面增加了趣味性，另一方面可以多个参与者同时操作，增加了互动性。

在本实施例中，所述转动机构5在调节三棱镜组件2转动的过程中，步进电机51驱动棱镜固定座53转动，进而使得三棱镜组件2以两端的轴承为轴线进行转动；针对步进电机51与棱镜固定座53之间的连接关系，棱镜固定座53的一端首先设置一个转动轴，该转动轴与棱镜固定座53之间固定连接，该转动轴与步进电机51之间通过联轴器52连接，实现了通过步进电机51驱动三棱镜组件2转动的目的。

工作过程：打开复合光源1，参与者转动操作杆10，步进电机51接到转动指令进行工作，驱动棱镜固定座53进行转动，进而使得三棱镜组件2进行工作，复合光源1发出的光经过反射镜组件3反射到三棱镜组件2，转动中的三棱镜组件2逐渐转动到较佳的接光位置，将反射镜组件3反射的光进行不同折射率的折射，折射后的光打在造型幕布6上，造型幕布6上将显示不同颜色的光，以实现了光色散演示功能。

需要说明的是，造型幕布6的形状可以根据设计的需要进行修改，最终的目的是可以美观的显示不同颜色的光。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.光学色散演示装置，其特征在于，包括复合光源(1)、三棱镜组件(2)、反射镜组件(3)、第一支撑架(4)和用于调节三棱镜组件(2)转动角度的转动机构(5)；

三棱镜组件(2)、反射镜组件(3)、转动机构(5)均固定于第一支撑架(4)上，复合光源(1)设置于第一支撑架(4)的上方，复合光源(1)发出的光经过反射镜组件(3)反射到三棱镜组件(2)上进行色散演示。

2.根据权利要求1所述的光学色散演示装置，其特征在于，演示装置还包括造型幕布(6)和固定于房顶的吊挂机构(7)，造型幕布(6)的一端与吊挂机构(7)固定连接、另一端与第一支撑架(4)固定连接。

3.根据权利要求2所述的光学色散演示装置，其特征在于，吊挂机构(7)与第一支撑架(4)之间通过钢丝绳(8)连接，复合光源(1)固定于房顶或吊挂机构(7)上。

4.根据权利要求1所述的光学色散演示装置，其特征在于，所述转动机构(5)包括步进电机(51)、联轴器(52)和用于固定三棱镜组件(2)的棱镜固定座(53)，步进电机(51)固定于第一支撑架(4)上、输出端通过联轴器(52)与三棱镜固定座(53)固定连接。

5.根据权利要求2所述的光学色散演示装置，其特征在于，反射镜组件(3)、三棱镜组件(2)、造型幕布(6)形成一组演示组件，所述演示组件至少为两个，所述演示组件环状设置。

6.根据权利要求5所述的光学色散演示装置，其特征在于，四个演示组件等角度均匀设置，形成环状演示圈。

7.根据权利要求5所述的光学色散演示装置，其特征在于，演示装置还包括操作台(9)，操作台(9)上设置有与演示组件对应数量的操作杆(10)。

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