[發(fā)明專利]一種光反射及折射定律探究?jī)x及其使用方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610125148.7
• 申請(qǐng)日: 2016-03-07
• 公開（公告）號(hào): CN105654824A
• 公開（公告）日: 2016-06-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王洪華;趙聿銘
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 王洪華
• 主分類號(hào): G09B23/22
• 分類號(hào): G09B23/22
• 代理公司: 安徽省蚌埠博源專利商標(biāo)事務(wù)所 34113
• 代理人: 楊晉弘

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種光反射及折射定律探究?jī)x及其使用方法，屬于教學(xué)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的教學(xué)主要是板書，而對(duì)于物理學(xué)，這種方式很難讓學(xué)生有直接的感受，導(dǎo)致教學(xué)效果不佳。如光的教學(xué)中，氣體和液體對(duì)光的散射，光發(fā)生反射、折射和全反射現(xiàn)象時(shí)的光路，這些現(xiàn)象如何快速、準(zhǔn)確的呈現(xiàn)在學(xué)生面前，使得學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中易于探究光的反射定律，折射定律和全反射發(fā)生的規(guī)律。現(xiàn)有技術(shù)中有利用激光演示反射的設(shè)備，但是，其結(jié)構(gòu)不能充分的體現(xiàn)上述中氣體和液體對(duì)光的散射，光發(fā)生反射、折射和全反射現(xiàn)象時(shí)的光路。因此，現(xiàn)有技術(shù)中依然缺乏能針對(duì)光的教學(xué)章節(jié)有用的教學(xué)儀器，在實(shí)際教學(xué)中需要一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，方便使用，演示清晰，能夠十分方便的探究光反射和折射時(shí)反射光線、折射光線和入射光線所在的平面與反射面（界面）的垂直關(guān)系，完全不依賴刻度盤的漫反射呈現(xiàn)光路。

發(fā)明內(nèi)容

為克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，方便使用，演示清晰的光反射及折射定律探究?jī)x，并公開其使用方法，能夠十分方便的探究光反射和折射時(shí)反射光線、折射光線和入射光線所在的平面與反射面（界面）的垂直關(guān)系，完全不依賴刻度盤的漫反射呈現(xiàn)光路。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種光反射及折射定律探究?jī)x，包括面板、底座、容倉(cāng)、360°刻度盤、滑動(dòng)架、激光筆、重垂線，所述面板通過支架安裝在底座上，包含一個(gè)圓形跑道；所述底座上安裝有水平儀，在底座與承載底座的接觸面之間設(shè)置有安裝在底座上的可調(diào)支腿；所述容倉(cāng)為透明中空?qǐng)A柱體，圓柱體的底面安裝在面板或360°刻度盤上，360°刻度盤安裝在圓柱體的其中一個(gè)底面或面板上；所述滑動(dòng)架安裝在面板的圓形跑道上，激光筆安裝在滑動(dòng)架上；所述重垂線的固定端安裝在面板或容倉(cāng)上。

進(jìn)一步的，所述容倉(cāng)上設(shè)置有注液口，通過注液口注入散射液體，所注入的散射液體填滿容倉(cāng)內(nèi)空間的一半，液面位于90°刻度線。

進(jìn)一步的，所述底座為圓形或方形，可調(diào)支腿設(shè)置3個(gè)或4個(gè)，當(dāng)設(shè)置3個(gè)時(shí)，3個(gè)可調(diào)支腿構(gòu)成等邊三角形，當(dāng)設(shè)置4個(gè)時(shí)，4個(gè)可調(diào)支腿構(gòu)成矩形，水平儀位于圓形的圓心位置或方形的中心位置。

進(jìn)一步的，所述重垂線的固定端安裝在面板或容倉(cāng)的中心上。

進(jìn)一步的，所述光反射及折射定律探究?jī)x的使用方法是：

一、探究光的反射定律，首先將探究?jī)x置于教學(xué)臺(tái)上，調(diào)節(jié)可調(diào)支腿，使水平儀處于水平狀態(tài)，從而使刻度盤所在的面處于豎直狀態(tài)，此時(shí)容倉(cāng)內(nèi)的液面水平；而后通過滑動(dòng)架在面板圓形跑道上移動(dòng)，帶動(dòng)激光筆移動(dòng)到某一刻度位置，打開激光筆電源，使光發(fā)生反射，移近并調(diào)節(jié)重錘線，然后從重錘線外側(cè)觀察反射光和入射光線，此時(shí)如反射光線，入射光線和重錘線重合，則證明反射重錘線光線與入射光線所在的面是豎直的，與反射面垂直即兩面垂直，從而引入法線的概念；此時(shí)，從360°刻度盤正面觀察，得反射光線與入射光線分別位于法線兩側(cè)，即兩線異側(cè)；然后，多次改變?nèi)肷浣堑拇笮〔⒆x、記入射角和反射角的度數(shù)，比較其大小，即可得到反射角等于入射角這一結(jié)論；

二、探究光的折射定律，首先將探究?jī)x置于教學(xué)臺(tái)上，調(diào)節(jié)可調(diào)支腿，使水平儀處于水平狀態(tài)，從而使刻度盤所在的面處于豎直狀態(tài)，此時(shí)容倉(cāng)內(nèi)的液面水平；而后通過滑動(dòng)架在面板圓形跑道上移動(dòng)，帶動(dòng)激光筆移動(dòng)到某一刻度位置，打開激光筆電源，使光由空氣斜射到液面，調(diào)節(jié)重垂線的位置，從重垂線外側(cè)觀察折射光線、反射光線跟重垂線重合，即折射光線與入射光線所在的平面和折射的界面垂直，從而引入法線的概念；此時(shí)，從360°刻度盤正面觀察，得折射光線與入射光線分別在液體、空氣兩種不同的介質(zhì)中，折射光線與入射光線分別位于法線兩側(cè)，折射角小于入射角；或使光由液體斜射人空氣，從正面觀察，此時(shí)折射角大于入射角，隨后逐漸增大入射角，當(dāng)入射角增大到一定度數(shù)時(shí)，空氣中的折射光線消失，只有反射現(xiàn)象存在，實(shí)現(xiàn)演示光的全反射，此時(shí)的入射角就是臨界角。

本發(fā)明的有益技術(shù)效果是：利用水平儀，散射液體的液面和重垂線能夠十分巧妙的構(gòu)成探究上述兩定律中的“兩面垂直”關(guān)系的結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，演示清晰，能夠十分方便的探究光反射和折射時(shí)反射光線、折射光線和入射光線所在的平面與反射面（界面）的垂直關(guān)系，完全不依賴刻度盤的漫反射呈現(xiàn)光路。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的闡述。

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1、底座，11、水平儀，12、可調(diào)支腿，2、面板，3、容倉(cāng)，31、注液口，4、360°刻度盤，5、滑動(dòng)架，6、激光筆，7、重垂線。