CN215527025U - 一种新型霓虹演示仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种新型霓虹演示仪，包括：转台，转台上固定安装有光具座，光具座为长条形，且光具座上设有导轨；光源，滑动嵌接在所述光具座一端；升降台，滑动嵌接在所述光具座另一端，升降台上设有色散球；光屏，滑动嵌接在所述光具座中部；凸透镜，滑动嵌接在所述光具座上，且位于所述光源与光屏之间；将灯源、凸透镜、光屏、色散球均固定在光具座上，并将光具座放置于旋转展示台上方，解决了实验现象无法全方位展示的问题。总之，本实用新型操作简单，运行稳定，现象明显，适用范围广，可在各类实验室中普遍适用，对环境适应较好。
Description
技术领域
本实用新型属于演示教具技术领域，特别涉及一种新型霓虹演示仪。
背景技术
天空中各种绚丽的光学现象曾长时间地引起人们的惊奇和猜测。其中霓和虹是人们研究最早的大气光学现象。早在公元前4世纪，亚里士多德就开始了霓和虹的研究。到17世纪，笛卡尔采用几何光学理论较为准确地描述了彩虹现象。随着近代科学的发展，人们逐渐认识到这些光学现象是大气粒子与太阳光作用的结果]。但由于物理课程标准对这个知识点要求并不高，所以大部分学生仅仅了解光的色散是彩虹形成的基本原理，对于彩虹形成的实际光路并没有深入地学习。实际教学中彩虹演示仪大多采用三棱镜色散法、喷雾法、细小玻璃珠示范法来演示彩虹现象，不仅教具的演示效果不明显，而且未对彩虹形成的色散光路进行演示，无法消除学生错误的概念。结合教具的演示现象进行讲解是突破学生认知困难的有效途径。
此外，大自然中的霓是太阳光在水珠内多次反射造成的，由于反射会伴随着光强度的削弱，所以霓很难清晰地呈现。这也是在生活中，我们普遍看到的是彩虹，却对霓缺乏认识的原因。另外霓现象形成的条件苛刻且不明显，在实际教学中大多只有演示虹现象的仪器而缺乏演示霓现象的仪器。所以，本实用新型设计了一种新型霓虹演示仪。
实用新型内容
针对上述存在的问题，本实用新型的目的是提供一种新型霓虹演示仪。
本实用新型的技术方案是：一种新型霓虹演示仪，包括：
转台，转台上固定安装有光具座，光具座为长条形，且光具座上设有导轨；
光源，滑动嵌接在所述光具座一端；
升降台，滑动嵌接在所述光具座另一端，升降台上设有色散球；
光屏，滑动嵌接在所述光具座中部；
凸透镜，滑动嵌接在所述光具座上，且位于所述光源与光屏之间。
进一步地，所述光源的照射侧罩设有灯罩，所述灯罩内侧面为黑色不透光板，在照射光的路径上设置内侧为黑色的灯罩，可以减少光的散射与外界光及环境对实验现象的干扰，以此保障成像的清晰。
进一步地，所述光源内设有散热风扇，使光源产热和散热达到平衡，更加稳定地观察实验现象，同时通过更好的散热及减热来延长光源的使用寿命。
进一步地，所述升降台为手动升降台，用于调节所述色散球的高度，模拟不同角度的光散热效果。
进一步地，所述色散球为亚克力球或透明树脂球，使光照射路路径清晰可见。
进一步地，所述光源与凸透镜的中心位于同一水平线上，保证通过光屏上的光为平行光，从而模拟大自然中霓虹现象产生的情景。
进一步地，所述光屏上设有刻度线，通过移动标有刻度线的光屏靠近或远离凸透镜的位置，观察光屏上像的位置是否偏移，从而验证光线是平行光。
进一步地，所述光屏的刻度线中心与凸透镜的中心位于同一水平线上，确保光屏上呈的像的大小在一定范围内保持不变。
本实用新型的工作方法：调节凸透镜的高度，是凸透镜的中心与光源的中心在同一水平线上，打开光源，凸透镜将光源发出的白光汇聚为平行光，模拟太阳光线，此时可将光屏的刻度线中心与凸透镜中心调节至同一水平线上，在光具座上移动光屏，确保光屏上呈现的像大小在一定范围内保持不变，然后调节升降台的高低，使凸透镜汇聚的平行光与色散球的法线呈42.52°，使平行光在色散球内经过一次反射和两次折射，最后折射回空气中，白色的平行光在色散球内传播过程中散成七种色光，呈现出虹现象；然后通过调节升降台，使凸透镜汇聚的平行光与色散球的法线呈50°，使平行光在色散球内经过两次反射和两次折射，呈现出霓现象。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：
1)采用大功率的LED灯珠作为光源，提高光强度，让呈像更加清晰，并且在光源内设置散热风扇，使光源产热和散热达到平衡，更加稳定地观察实验现象，同时通过更好的散热及减热来延长光源的使用寿命；
2)采用汇聚度高的凸透镜，保证通过光屏上圆孔的光为平行光，从而模拟大自然中霓虹现象产生的情景；
3)在光源照射光的路径上设置内侧面为黑色的灯罩，减少光的散射与外界光及环境对实验现象的干扰，以此保障成像的清晰；
4)通过移动标有刻度线的光屏靠近或远离凸透镜的位置，观察光屏上像的位置是否偏移，从而验证光线是平行光；
5)本装置为一体化设计，将平行光照明系统、色散系统、效果展示系统均固定在光具座上，并将光具座放置于旋转展示台上方，解决了实验现象无法全方位展示的问题。
附图说明
图1为本实用新型的整体结构示意图。
其中，1-转台、11-光具座、2-光源、21-灯罩、3-升降台、31-色散球、4- 光屏、5-凸透镜。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本实用新型的保护范围并不受具体实施方式的限制。
实施例：一种新型霓虹演示仪，包括转台1、光源2、升降台3、光屏4 和凸透镜5。其中，
转台1上固定安装有光具座11，光具座11为长条形，且光具座11上设有导轨；
光源2滑动嵌接在光具座11一端，光源2的照射侧罩设有灯罩21，灯罩 21内侧面为黑色不透光板，光源2内设有散热风扇；
升降台3滑动嵌接在光具座11另一端，升降台3上设有色散球31，升降台3为手动升降台，用于调节色散球31的高度，色散球31为透明树脂球；
光屏4滑动嵌接在光具座11中部，光屏4上设有刻度线；
凸透镜5滑动嵌接在光具座11上，且位于光源2与光屏4之间，光源2 与凸透镜5的中心位于同一水平线上，光屏4的刻度线中心与凸透镜5的中心位于同一水平线上。
上述实施例的工作方法是：调节凸透镜5的高度，是凸透镜5的中心与光源2的中心在同一水平线上，打开光源2，凸透镜5将光源2发出的白光汇聚为平行光，模拟太阳光线，此时可将光屏4的刻度线中心与凸透镜5中心调节至同一水平线上，在光具座11上移动光屏4，确保光屏4上呈现的像大小在一定范围内保持不变，然后调节升降台3的高低，使凸透镜5汇聚的平行光与色散球31的法线呈42.52°，使平行光在色散球31内经过一次反射和两次折射，最后折射回空气中，白色的平行光在色散球31内传播过程中散成七种色光，呈现出虹现象；然后通过调节升降台3，使凸透镜5汇聚的平行光与色散球31的法线呈50°，使平行光在色散球31内经过两次反射和两次折射，呈现出霓现象。
上述电子元件的具体型号未作特殊指定，均可以选用市售的普通产品，只要能够满足本实用新型的使用需求即可。
以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种新型霓虹演示仪，其特征在于，包括：
转台(1)，转台(1)上固定安装有光具座(11)，光具座(11)为长条形，且光具座(11)上设有导轨；
光源(2)，滑动嵌接在所述光具座(11)一端；
升降台(3)，滑动嵌接在所述光具座(11)另一端，升降台(3)上设有色散球(31)；
光屏(4)，滑动嵌接在所述光具座(11)中部；
凸透镜(5)，滑动嵌接在所述光具座(11)上，且位于所述光源(2)与光屏(4)之间。
2.如权利要求1所述的一种新型霓虹演示仪，其特征在于，所述光源(2)的照射侧罩设有灯罩(21)，所述灯罩(21)内侧面为黑色不透光板。
3.如权利要求1所述的一种新型霓虹演示仪，其特征在于，所述光源(2)内设有散热风扇。
4.如权利要求1所述的一种新型霓虹演示仪，其特征在于，所述升降台(3)为手动升降台，用于调节所述色散球(31)的高度。
5.如权利要求1所述的一种新型霓虹演示仪，其特征在于，所述色散球(31)为亚克力球或透明树脂球。
6.如权利要求1所述的一种新型霓虹演示仪，其特征在于，所述光源(2)与凸透镜(5)的中心位于同一水平线上。
7.如权利要求1所述的一种新型霓虹演示仪，其特征在于，所述光屏(4)上设有刻度线。
8.如权利要求1所述的一种新型霓虹演示仪，其特征在于，所述光屏(4)的刻度线中心与凸透镜(5)的中心位于同一水平线上。
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