折射儀教學模型的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及教學用具技術領域，特別涉及一種折射儀教學模型。
【背景技術】
[0002]隨著自動化儀器的普及，實驗教學中的儀器操作越來越趨于一鍵式操作，儀器的基本原理逐漸被掩蓋，例如阿貝折射儀，這使得學生只能在想象中模擬這種發生過程，讓部分學生感到困難，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。
【發明內容】
[0003]為了解決上述技術問題，本發明提出了一種折射儀教學模型。
[0004]本發明的技術方案是:
一種折射儀教學模型，包括展示板，所述展示板設有折射儀組件甲、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液瓶甲，透明儲液瓶甲的上端面設有瓶口甲，透明儲液瓶甲的兩側分別設有圓弧滑道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滑動的設有光源A，圓弧滑道B滑動的設有光源B，光源B發出的光始終垂直于透明儲液瓶甲的弧形面；
所述折射儀組件乙包括直線滑道C及透明儲液瓶乙，透明儲液瓶乙的上端面設有瓶口乙，透明儲液瓶乙的上端面與直線滑道C平行，直線滑道C滑動的設有可沿任意方向轉動的光源C，透明儲液瓶乙內水平方向設有長方體玻璃磚及半圓柱體玻璃磚；長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置的光源D、消色散棱鏡組及光斑接收屏。
[0005]優選的，所述透明儲液瓶甲上端面水平方向的長度尺寸大于左端面豎直方向的長度尺寸，弧形面的主視圖對應弧形邊的弧度大于90度。
[0006]優選的，所述光源A、光源B及光源C均為激光發生器，光源A和光源B發出不同顏色的光，光源D為普通強光光源。
[0007]優選的，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，折射儀組件甲設在展示板A上，折射儀組件乙和折射儀組件丙設在展示板B上。
[0009]優選的，展示板A、B的下端均設有展示板支架，展示板支架通過螺釘固定在展示板上。
[0010]優選的，透明儲液瓶甲中裝滿聚乙烯醇溶液或硝酸銀溶液；透明儲液瓶乙中裝滿聚乙烯醇溶液或硝酸銀溶液。
[0011]本發明的技術效果是:
本發明能夠很直觀地模擬折射儀的每個過程和基本原理，可使學生快速直觀的了解并掌握折射儀的知識，現象真實而且清晰，降低教學難度，提高學習效率；本發明各組件便于拆卸及組裝，便攜性好，方便實用。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發明中展示板A與折射儀組件甲的結構示意圖；
圖2為本發明中展示板B與折射儀組件乙、丙的結構示意圖；
圖3為本發明中透明儲液瓶甲的立體狀態示意圖；
圖中:1.展示板A、2.圓弧滑道A、3.光源A、4.透明儲液瓶甲、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.長方體玻璃磚、13.半圓柱體玻璃磚、14.透明儲液瓶乙、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。
【具體實施方式】
[0013]本發明的具體實施例參見圖1-3，一種射儀教學模型，包括展不板A (1)和展不板B (9)，展示板A、B的下端均設有展示板支架7，展示板支架7通過螺釘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，方便學生觀察；展示板A (1)設有折射儀組件甲，展示板B (9)設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液瓶甲4，透明儲液瓶甲4的上端面設有瓶口甲41，透明儲液瓶甲4上端面水平方向的長度尺寸大于左端面豎直方向的長度尺寸，弧形面的主視圖對應弧形邊的弧度大于90度(透明儲液瓶甲4為圓柱的一部分)。
[0014]透明儲液瓶甲4的兩側分別設有圓弧滑道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)滑動的設有光源A (3)，圓弧滑道B (5)滑動的設有光源B (6)，光源B (6)發出的光始終垂直于透明儲液瓶甲4的弧形面；光源A (3)、光源B (6)均為激光發生器，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發出的光顏色不同，便于實驗觀察。
[0015]折射儀組件乙包括直線滑道C (10)及透明儲液瓶乙14，透明儲液瓶乙14的上端面設有瓶口乙141，透明儲液瓶乙14的上端面與直線滑道C (10)平行，直線滑道C (10)滑動的設有可沿任意方向轉動的光源C (11)，光源C (11)為激光發生器，透明儲液瓶乙14內水平方向設有長方體玻璃磚12及半圓柱體玻璃磚13 ;長方體玻璃磚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生典型的激光散射現象，可以清楚的顯示激光的光線痕跡，本發明利用這一性質，可以在這種無色透明溶液中演示激光通過界面時發生的折射現象，現象真實而且清晰，比在黑板上畫線更加直觀明了。
[0017]使用時，先向透明儲液瓶甲4和透明儲液瓶乙14中加滿聚乙烯醇或硝酸銀等激光敏感試劑，打開光源A (3)和光源B (6)，調整二者在滑軌上的位置，使其二者光線在同一直線上，此時可清晰地觀察到光源A (3)的光線在透明儲液瓶甲4中的折射現象；向下滑動光源A (3)，當光源A (3)的入射角接近90度時，折射角雖然也在變大，但變大到某一小于90度的角時再也不會變大，透明儲液瓶甲4中出現一個折射光線無法達到的扇形暗區，此扇形暗區的角度只和透明儲液瓶甲4中溶液的折光率有關，在此明暗界限上標上相關刻度，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)的光線透過長方體玻璃磚12時，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的某一偏角；當光源C (11)自半圓柱體玻璃磚13的上端面射入時，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，但是沒有完全的暗區。這解釋了為什么阿貝折射儀的樣品臺是由上下兩個棱鏡組成，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。如果樣品臺上下表面都是平滑的，出射光將會像透過長方體玻璃磚所演示的那樣，得不到如透明儲液瓶甲4中所觀察到的特征扇形暗區。磨砂面則是將樣品的上表面變成了一個新的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。
[0019]消色散棱鏡組直接取自于阿貝折射儀或將其進行各方向等比例放大，它主要是由兩個對稱的梯形四棱鏡組成，兩個梯形四棱鏡分別固定在兩個齒輪上，轉動與兩個齒輪共同連接的齒輪，兩個梯形四棱鏡會沿同一軸線轉動，轉動過程中即相當于得到不同角度的三棱鏡，當到某一角度時能得到相當于橫截面為平行四邊形的棱鏡(兩棱鏡中心對稱時)。阿貝折射儀中光線經過多次折射必然會有色散現象，這會使特征暗區的明暗界限變得模糊，從而難以讀數，而消色散棱鏡組則可以通過調節棱鏡角度，使色散光變成平行光，從而使界限清晰。打開光源D(15)，轉動消色散棱鏡組16的調節旋鈕，可以在光斑接收屏17上觀察到不同色散程度的光斑，讓學生清楚地觀察到光斑的清晰度和色散的關系。
【主權項】
1.一種折射儀教學模型，包括展示板，其特征在于，所述展示板設有折射儀組件甲、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液瓶甲，透明儲液瓶甲的上端面設有瓶口甲，透明儲液瓶甲的兩側分別設有圓弧滑道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滑動的設有光源A，圓弧滑道B滑動的設有光源B，光源B發出的光始終垂直于透明儲液瓶甲的弧形面； 所述折射儀組件乙包括直線滑道C及透明儲液瓶乙，透明儲液瓶乙的上端面設有瓶口乙，透明儲液瓶乙的上端面與直線滑道C平行，直線滑道C滑動的設有可沿任意方向轉動的光源C，透明儲液瓶乙內水平方向設有長方體玻璃磚及半圓柱體玻璃磚；長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置的光源D、消色散棱鏡組及光斑接收屏。2.根據權利要求1所述的折射儀教學模型，其特征在于，所述透明儲液瓶甲上端面水平方向的長度尺寸大于左端面豎直方向的長度尺寸，弧形面的主視圖對應弧形邊的弧度大于90度。3.根據權利要求2所述的折射儀教學模型，其特征在于，所述光源A、光源B及光源C均為激光發生器，光源A和光源B發出不同顏色的光，光源D為普通強光光源。4.根據權利要求1所述的折射儀教學模型，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.根據權利要求3或4任一項所述的折射儀教學模型，其特征在于，所述展示板分為展示板A和展示板B，折射儀組件甲設在展示板A上，折射儀組件乙和折射儀組件丙設在展示板B上。6.根據權利要求3或4任一項所述的折射儀教學模型，其特征在于，展示板A、B的下端均設有展示板支架，展示板支架通過螺釘固定在展示板上。7.根據權利要求3或4任一項所述的折射儀教學模型，其特征在于，透明儲液瓶甲中裝滿聚乙烯醇溶液或硝酸銀溶液；透明儲液瓶乙中裝滿聚乙烯醇溶液或硝酸銀溶液。
【專利摘要】一種折射儀教學模型，包括展示板，所述展示板設有折射儀組件甲、折射儀組件乙及折射儀組件丙；所述折射儀組件甲透明儲液瓶甲，透明儲液瓶甲的兩側分別設有圓弧滑道A及圓弧滑道B；所述折射儀組件乙包括直線滑道C及透明儲液瓶乙，透明儲液瓶乙的上端面與直線滑道C平行，直線滑道C滑動的設有可沿任意方向轉動的光源C，透明儲液瓶乙內水平方向設有長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置的光源D、消色散棱鏡組及光斑接收屏。本發明能夠很直觀地模擬折射儀的每個過程和基本原理，可使學生快速直觀的了解并掌握折射儀的知識，現象真實而且清晰。
【IPC分類】G09B23/22
【公開號】CN105261272
【申請號】CN201510840108
【發明人】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
【申請人】河南工業大學
【公開日】2016年1月20日
【申請日】2015年11月27日