[實用新型]基于單位圓法光的折射定律探究儀

有效

• 申請號: 201320133451.3
• 申請日: 2013-03-22
• 公開（公告）號: CN203149970U
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發明（設計）人: 陳毓華
• 申請（專利權）人: 福建省南安市僑光中學
• 主分類號: G09B23/22
• 分類號: G09B23/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種探究光的折射現象的教學儀器，尤其是能直觀地演示光的折射定律，并準確的測量介質的折射率。

背景技術

目前，公知的研究折射定律的實驗儀器，都是要求測量入射角和折射角，然后通過計算其正弦值之比來驗證光的折射定律，這樣做費時費力，而且精確度不夠高，不利于教學使用。

發明內容

本實用新型所要解決的技術問題便是針對上述現有技術的不足，提供一種基于單位圓法光的折射定律探究儀，用長度測量代替角度測量和正弦值計算，能方便快速的驗證光的折射定律。

本實用新型所采用的技術方案是：一種基于單位圓法光的折射定律探究儀，包括一底板，所述底板上設有一刻度圓盤，該刻度圓盤上設有一半圓形的折射體，該折射體的圓心與所述刻度圓盤的圓心重合，所述刻度圓盤上設有一直線滑槽，該直線滑槽上設有兩根可上下移動的刻度尺，兩刻度尺分別位于所述折射體的兩側，所述底板上還設有一以刻度圓盤的圓心為圓心的弧形槽，該弧形槽內設有可來回滑動且始終指向弧形槽圓心的激光筆。

作為優選，所述直線滑槽與所述刻度圓盤的豎直直徑重合。

作為優選，所述底板為與所述刻度圓盤同心的圓形結構。

作為優選，所述底板下方設有一底座。

作為優選，所述折射體為一玻璃磚。

作為優選，所述折射體為一盛水盒。

作為優選，所述刻度尺為方形尺，其側面設置有刻度層。

本實用新型的有益效果在于：本實用新型將角度的正弦比值巧妙地轉換為長度比值。使得實驗結論更直觀的展現，方便學生通過自主探究去總結光的折射規律，操作簡單，現象明顯，結論直觀，誤差小，方便教師演示或學生分組探究。本儀器設計巧妙，成本低廉，容易制作，使用方便，適合各級各類中學使用，既可以用于教師演示，也可以讓學生利用這個儀器進行自主探究，具有一定的推廣價值。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖。

圖中：1、底板；2、刻度圓盤；3、折射體；4、直線滑槽；5、刻度尺；6、弧形槽；7、激光筆；8、底座。

具體實施方式

下面將結合附圖及具體實施例對本實用新型作進一步詳細說明。

如圖1所示，一種基于單位圓法光的折射定律探究儀，包括一底板1，所述底板1上設有一刻度圓盤2，所述底板1為與所述刻度圓盤2同心的圓形結構，在底板1下方設有一底座8，所述刻度圓盤2上設有一半圓形的折射體3，該折射體3的圓心與所述刻度圓盤2的圓心重合，所述刻度圓盤2上設有一直線滑槽4，所述直線滑槽4與所述刻度圓盤2的豎直直徑重合，該直線滑槽4上設有兩根可上下移動的刻度尺5，所述刻度尺5為方形尺，其側面設置有刻度層，便于讀數，兩刻度尺5分別位于所述折射體3的兩側，所述底板1上還設有一以刻度圓盤2的圓心為圓心的弧形槽6，該弧形槽6內設有可來回滑動且始終指向弧形槽6圓心的激光筆7。

本實用新型的原理如下：當光在兩介質中傳播時，發生折射現象，其入射角的正弦值和折射角的正弦值之比保持不變。如果我們以入射光線和反射光線以及介質界面三者的交點O為圓心，以某一長度R為半徑畫一個圓，我們稱該圓為以R為單位的單位圓，該圓與入射光線交于A點，過A點做法線的垂線段，交法線于B點；同樣，該圓與折射光線交于C點，過C點做法線的垂線段，交法線于D點。則AB與CD長度之比就是入射角正弦值與折射角正弦值之比。這種方法就是單位圓法測介質折射率的方法。本實驗儀器就是基于這個原理，制作而成的，利用刻度尺5直接測量AB和CD長度，通過分析入射光入射角改變時，AB和CD長度變化來研究折射定律。

所述折射體3可以是一玻璃磚，也可以是一盛水盒。

下面，通過四個基本實驗，來說明該儀器的使用方法。

實驗一：探究光的反射定律

1、把玻璃磚換成平面鏡。

2、調整激光筆7角度，打開激光筆7，觀察入射光線與反射光線，入射角與反射角的關系。

3、改變激光筆7角度，重復步驟2。

容易得出結論：入射光線與反射光線分居法線兩側，反射角隨入射角增大而增大，反射角等于入射角。

實驗二：探究光的折射定律

1、安裝好玻璃磚。

2、調整激光筆7角度，打開激光筆7，使得激光從空氣射入玻璃磚，觀察入射光線與折射光線，入射角與折射角的關系。

3、改變激光筆7角度，重復步驟2。

容易得出結論：入射光線與折射光線分居法線兩側，折射角隨入射角增大而增大，但是折射角小于入射角，折射角與入射角不成正比。進一步研究：