折射儀教學(xué)模型的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及教學(xué)用具技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種折射儀教學(xué)模型。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著自動(dòng)化儀器的普及，實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的儀器操作越來(lái)越趨于一鍵式操作，儀器的基本原理逐漸被掩蓋，例如阿貝折射儀，這使得學(xué)生只能在想象中模擬這種發(fā)生過(guò)程，讓部分學(xué)生感到困難，于是擁有一種可以明白展示儀器原理的裝置顯得很有必要。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種折射儀教學(xué)模型。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
一種折射儀教學(xué)模型，包括展示板，所述展示板設(shè)有折射儀組件甲、折射儀組件乙及折射儀組件丙；
所述折射儀組件甲包括一面為弧形的透明儲(chǔ)液瓶甲，透明儲(chǔ)液瓶甲的上端面設(shè)有瓶口甲，透明儲(chǔ)液瓶甲的兩側(cè)分別設(shè)有圓弧滑道A及圓弧滑道B，圓弧滑道A和圓弧滑道B所在的圓心重合，圓弧滑道A滑動(dòng)的設(shè)有光源A，圓弧滑道B滑動(dòng)的設(shè)有光源B，光源B發(fā)出的光始終垂直于透明儲(chǔ)液瓶甲的弧形面；
所述折射儀組件乙包括直線滑道C及透明儲(chǔ)液瓶乙，透明儲(chǔ)液瓶乙的上端面設(shè)有瓶口乙，透明儲(chǔ)液瓶乙的上端面與直線滑道C平行，直線滑道C滑動(dòng)的設(shè)有可沿任意方向轉(zhuǎn)動(dòng)的光源C，透明儲(chǔ)液瓶乙內(nèi)水平方向設(shè)有長(zhǎng)方體玻璃磚及半圓柱體玻璃磚；長(zhǎng)方體玻璃磚的各端面均為光滑面，半圓柱體玻璃磚與展示板平行的截面為光滑面，上端面和弧形面均為磨砂面；長(zhǎng)方體玻璃磚的上端面和半圓柱體玻璃磚的上端面均與直線滑道C平行；
所述折射儀組件丙包括水平方向依次設(shè)置的光源D、消色散棱鏡組及光斑接收屏。
[0005]優(yōu)選的，所述透明儲(chǔ)液瓶甲上端面水平方向的長(zhǎng)度尺寸大于左端面豎直方向的長(zhǎng)度尺寸，弧形面的主視圖對(duì)應(yīng)弧形邊的弧度大于90度。
[0006]優(yōu)選的，所述光源A、光源B及光源C均為激光發(fā)生器，光源A和光源B發(fā)出不同顏色的光，光源D為普通強(qiáng)光光源。
[0007]優(yōu)選的，所述光斑接收屏為白色磨砂板，光斑接收屏垂直固定于展示板上。
[0008]優(yōu)選的，所述展示板分為展示板A和展示板B，折射儀組件甲設(shè)在展示板A上，折射儀組件乙和折射儀組件丙設(shè)在展示板B上。
[0009]優(yōu)選的，展示板A、B的下端均設(shè)有展示板支架，展示板支架通過(guò)螺釘固定在展示板上。
[0010]優(yōu)選的，透明儲(chǔ)液瓶甲中裝滿聚乙烯醇溶液或硝酸銀溶液；透明儲(chǔ)液瓶乙中裝滿聚乙烯醇溶液或硝酸銀溶液。
[0011]本發(fā)明的技術(shù)效果是:
本發(fā)明能夠很直觀地模擬折射儀的每個(gè)過(guò)程和基本原理，可使學(xué)生快速直觀的了解并掌握折射儀的知識(shí)，現(xiàn)象真實(shí)而且清晰，降低教學(xué)難度，提高學(xué)習(xí)效率；本發(fā)明各組件便于拆卸及組裝，便攜性好，方便實(shí)用。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為本發(fā)明中展示板A與折射儀組件甲的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明中展示板B與折射儀組件乙、丙的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明中透明儲(chǔ)液瓶甲的立體狀態(tài)示意圖；
圖中:1.展示板A、2.圓弧滑道A、3.光源A、4.透明儲(chǔ)液瓶甲、5.圓弧滑道B、6.光源B、7.展示板支架、8.螺釘、9.展示板B、10.直線滑道C、11.光源C、12.長(zhǎng)方體玻璃磚、13.半圓柱體玻璃磚、14.透明儲(chǔ)液瓶乙、15.光源C、16.消色散棱鏡組、17.光斑接收屏、41.瓶口甲、141.瓶口乙。
【具體實(shí)施方式】
[0013]本發(fā)明的具體實(shí)施例參見(jiàn)圖1-3，一種射儀教學(xué)模型，包括展不板A (1)和展不板B (9)，展示板A、B的下端均設(shè)有展示板支架7，展示板支架7通過(guò)螺釘8固定在展示板A、B上，展示板支架7可以使展示板A、B方便且牢固的豎立在課桌上，方便學(xué)生觀察；展示板A (1)設(shè)有折射儀組件甲，展示板B (9)設(shè)有折射儀組件乙和折射儀組件丙；
折射儀組件甲包括一面為弧形的透明儲(chǔ)液瓶甲4，透明儲(chǔ)液瓶甲4的上端面設(shè)有瓶口甲41，透明儲(chǔ)液瓶甲4上端面水平方向的長(zhǎng)度尺寸大于左端面豎直方向的長(zhǎng)度尺寸，弧形面的主視圖對(duì)應(yīng)弧形邊的弧度大于90度(透明儲(chǔ)液瓶甲4為圓柱的一部分)。
[0014]透明儲(chǔ)液瓶甲4的兩側(cè)分別設(shè)有圓弧滑道A (2)及圓弧滑道B (5)，圓弧滑道A
(2)和圓弧滑道B (5)所在的圓心重合，圓弧滑道A (2)滑動(dòng)的設(shè)有光源A (3)，圓弧滑道B (5)滑動(dòng)的設(shè)有光源B (6)，光源B (6)發(fā)出的光始終垂直于透明儲(chǔ)液瓶甲4的弧形面；光源A (3)、光源B (6)均為激光發(fā)生器，光源A (3)為紅光光源，光源B (6)為綠光光源，光源A和光源B發(fā)出的光顏色不同，便于實(shí)驗(yàn)觀察。
[0015]折射儀組件乙包括直線滑道C (10)及透明儲(chǔ)液瓶乙14，透明儲(chǔ)液瓶乙14的上端面設(shè)有瓶口乙141，透明儲(chǔ)液瓶乙14的上端面與直線滑道C (10)平行，直線滑道C (10)滑動(dòng)的設(shè)有可沿任意方向轉(zhuǎn)動(dòng)的光源C (11)，光源C (11)為激光發(fā)生器，透明儲(chǔ)液瓶乙14內(nèi)水平方向設(shè)有長(zhǎng)方體玻璃磚12及半圓柱體玻璃磚13 ;長(zhǎng)方體玻璃磚12的各端面均為光滑面，半圓柱體玻璃磚13與展示板B (9)平行的截面為光滑面，半圓柱體玻璃磚13的上端面和弧形面均為磨砂面；長(zhǎng)方體玻璃磚12的上端面和半圓柱體玻璃磚13的上端面均與直線滑道C (11)平行；
所述折射儀組件丙包括水平方向依次設(shè)置的光源D( 15)、消色散棱鏡組16及光斑接收屏17 ;消色散棱鏡組16采用阿貝折射儀中的消色散棱鏡組，光源D (15)為普通強(qiáng)光光源，光斑接收屏17為白色磨砂板，光斑接收屏17垂直固定于展示板B (9)上。
[0016]激光能在聚乙烯醇溶液、硝酸銀溶液等特定溶劑中發(fā)生典型的激光散射現(xiàn)象，可以清楚的顯示激光的光線痕跡，本發(fā)明利用這一性質(zhì)，可以在這種無(wú)色透明溶液中演示激光通過(guò)界面時(shí)發(fā)生的折射現(xiàn)象，現(xiàn)象真實(shí)而且清晰，比在黑板上畫線更加直觀明了。
[0017]使用時(shí)，先向透明儲(chǔ)液瓶甲4和透明儲(chǔ)液瓶乙14中加滿聚乙烯醇或硝酸銀等激光敏感試劑，打開(kāi)光源A (3)和光源B (6)，調(diào)整二者在滑軌上的位置，使其二者光線在同一直線上，此時(shí)可清晰地觀察到光源A (3)的光線在透明儲(chǔ)液瓶甲4中的折射現(xiàn)象；向下滑動(dòng)光源A (3)，當(dāng)光源A (3)的入射角接近90度時(shí)，折射角雖然也在變大，但變大到某一小于90度的角時(shí)再也不會(huì)變大，透明儲(chǔ)液瓶甲4中出現(xiàn)一個(gè)折射光線無(wú)法達(dá)到的扇形暗區(qū)，此扇形暗區(qū)的角度只和透明儲(chǔ)液瓶甲4中溶液的折光率有關(guān)，在此明暗界限上標(biāo)上相關(guān)刻度，即可讀出此種溶液的折射率，這就是阿貝折射儀可以讀出樣品折射率的基本原理。
[0018]光源C (11)的光線透過(guò)長(zhǎng)方體玻璃磚12時(shí)，光線被折射兩次，出射光和入射光是平行的，得不到能和折射率相關(guān)的某一偏角；當(dāng)光源C (11)自半圓柱體玻璃磚13的上端面射入時(shí)，出射光不再成一條光線，半圓柱體玻璃磚13的圓弧面全部亮起，雖然有明暗的差另IJ，但是沒(méi)有完全的暗區(qū)。這解釋了為什么阿貝折射儀的樣品臺(tái)是由上下兩個(gè)棱鏡組成，與樣品接觸的上棱鏡表面是磨砂面，下棱鏡表面是光滑平面。如果樣品臺(tái)上下表面都是平滑的，出射光將會(huì)像透過(guò)長(zhǎng)方體玻璃磚所演示的那樣，得不到如透明儲(chǔ)液瓶甲4中所觀察到的特征扇形暗區(qū)。磨砂面則是將樣品的上表面變成了一個(gè)新的180度全方向覆蓋的光源，下表面光滑則保證了得到只有一次折射的特征光線，從而可以觀察到特征暗區(qū)。
[0019]消色散棱鏡組直接取自于阿貝折射儀或?qū)⑵溥M(jìn)行各方向等比例放大，它主要是由兩個(gè)對(duì)稱的梯形四棱鏡組成，兩個(gè)梯形四棱鏡分別固定在兩個(gè)齒輪上，轉(zhuǎn)動(dòng)與兩個(gè)齒輪共同連接的齒輪，兩個(gè)梯形四棱鏡會(huì)沿同一軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中即相當(dāng)于得到不同角度的三棱鏡，當(dāng)?shù)侥骋唤嵌葧r(shí)能得到相當(dāng)于橫截面為平行四邊形的棱鏡(兩棱鏡中心對(duì)稱時(shí))。阿貝折射儀中光線經(jīng)過(guò)多次折射必然會(huì)有色散現(xiàn)象，這會(huì)使特征暗區(qū)的明暗界限變得模糊，從而難以讀數(shù)，而消色散棱鏡組則可以通過(guò)調(diào)節(jié)棱鏡角度，使色散光變成平行光，從而使界限清晰。打開(kāi)光源D(15)，轉(zhuǎn)動(dòng)消色散棱鏡組16的調(diào)節(jié)旋鈕，可以在光斑接收屏17上觀察到不同色散程度的光斑，讓學(xué)生清楚地觀察到光斑的清晰度和色散的關(guān)系。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種折射儀教學(xué)模型，包括展示板，其特征在于，所述展示板設(shè)有折射儀組件甲、折射儀組件乙及折射儀組件丙； 所述折射儀組件甲包括一面為弧形的透明儲(chǔ)液瓶甲，透明儲(chǔ)液瓶甲的上端面設(shè)有瓶口甲，透明儲(chǔ)液瓶甲的兩側(cè)分別設(shè)有圓弧滑道A及圓弧滑道B，圓弧滑道A和圓弧滑道B所在的圓心重合，圓弧滑道A滑動(dòng)的設(shè)有光源A，圓弧滑道B滑動(dòng)的設(shè)有光源B，光源B發(fā)出的光始終垂直于透明儲(chǔ)液瓶甲的弧形面； 所述折射儀組件乙包括直線滑道C及透明儲(chǔ)液瓶乙，透明儲(chǔ)液瓶乙的上端面設(shè)有瓶口乙，透明儲(chǔ)液瓶乙的上端面與直線滑道C平行，直線滑道C滑動(dòng)的設(shè)有可沿任意方向轉(zhuǎn)動(dòng)的光源C，透明儲(chǔ)液瓶乙內(nèi)水平方向設(shè)有長(zhǎng)方體玻璃磚及半圓柱體玻璃磚；長(zhǎng)方體玻璃磚的各端面均為光滑面；半圓柱體玻璃磚與展示板平行的截面為光滑面，上端面和弧形面均為磨砂面；長(zhǎng)方體玻璃磚的上端面和半圓柱體玻璃磚的上端面均與直線滑道C平行； 所述折射儀組件丙包括水平方向依次設(shè)置的光源D、消色散棱鏡組及光斑接收屏。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的折射儀教學(xué)模型，其特征在于，所述透明儲(chǔ)液瓶甲上端面水平方向的長(zhǎng)度尺寸大于左端面豎直方向的長(zhǎng)度尺寸，弧形面的主視圖對(duì)應(yīng)弧形邊的弧度大于90度。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的折射儀教學(xué)模型，其特征在于，所述光源A、光源B及光源C均為激光發(fā)生器，光源A和光源B發(fā)出不同顏色的光，光源D為普通強(qiáng)光光源。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的折射儀教學(xué)模型，其特征在于，所述光斑接收屏為白色磨砂板，光斑接收屏垂直固定于展示板上。5.根據(jù)權(quán)利要求3或4任一項(xiàng)所述的折射儀教學(xué)模型，其特征在于，所述展示板分為展示板A和展示板B，折射儀組件甲設(shè)在展示板A上，折射儀組件乙和折射儀組件丙設(shè)在展示板B上。6.根據(jù)權(quán)利要求3或4任一項(xiàng)所述的折射儀教學(xué)模型，其特征在于，展示板A、B的下端均設(shè)有展示板支架，展示板支架通過(guò)螺釘固定在展示板上。7.根據(jù)權(quán)利要求3或4任一項(xiàng)所述的折射儀教學(xué)模型，其特征在于，透明儲(chǔ)液瓶甲中裝滿聚乙烯醇溶液或硝酸銀溶液；透明儲(chǔ)液瓶乙中裝滿聚乙烯醇溶液或硝酸銀溶液。
【專利摘要】一種折射儀教學(xué)模型，包括展示板，所述展示板設(shè)有折射儀組件甲、折射儀組件乙及折射儀組件丙；所述折射儀組件甲透明儲(chǔ)液瓶甲，透明儲(chǔ)液瓶甲的兩側(cè)分別設(shè)有圓弧滑道A及圓弧滑道B；所述折射儀組件乙包括直線滑道C及透明儲(chǔ)液瓶乙，透明儲(chǔ)液瓶乙的上端面與直線滑道C平行，直線滑道C滑動(dòng)的設(shè)有可沿任意方向轉(zhuǎn)動(dòng)的光源C，透明儲(chǔ)液瓶乙內(nèi)水平方向設(shè)有長(zhǎng)方體玻璃磚及半圓柱體玻璃磚；所述折射儀組件丙包括水平方向依次設(shè)置的光源D、消色散棱鏡組及光斑接收屏。本發(fā)明能夠很直觀地模擬折射儀的每個(gè)過(guò)程和基本原理，可使學(xué)生快速直觀的了解并掌握折射儀的知識(shí)，現(xiàn)象真實(shí)而且清晰。
【IPC分類】G09B23/22
【公開(kāi)號(hào)】CN105261272
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510840108
【發(fā)明人】曹曉雨, 蔡鳳英, 滿勇, 朱麗敏, 苗永霞, 楊喜平, 楊新麗, 劉建平, 閆向陽(yáng)
【申請(qǐng)人】河南工業(yè)大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年1月20日
【申請(qǐng)日】2015年11月27日