專(zhuān)利名稱(chēng)：光反射折射實(shí)驗(yàn)儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種教學(xué)儀器，特別是初中物理用于做光的反射、光的折射的實(shí)驗(yàn)儀
O
背景技術(shù)：
現(xiàn)有初中物理的光反射、折射的實(shí)驗(yàn)，及其大量的改型實(shí)驗(yàn)，都只能是一個(gè)平面內(nèi) 的實(shí)驗(yàn)，而要求學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)的探索，得出這樣的規(guī)律“反射光線與入射光線、法線在同一 平面上”、“折射光線與入射光線、法線在同一平面上”，無(wú)法在立體空間內(nèi)讓學(xué)生探究，要得 出上述結(jié)論，顯得非常牽強(qiáng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能在立體空間探索光反射、折射規(guī)律的實(shí)驗(yàn)儀器。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種光反射折射實(shí)驗(yàn)儀，其特征在于它是一個(gè)開(kāi) 有孔的透明空心球體；球體表面標(biāo)注有多個(gè)豎直圈，該豎直圈為通過(guò)球心的豎直面與球體 表面相切而形成的圓圈，多個(gè)豎直圈的豎直直徑均與空心球體的豎直直徑重合；球體表面 還標(biāo)注有多個(gè)水平圈，該水平圈為水平面在上下移動(dòng)的過(guò)程中與球體表面相切而形成的的 圓圈，該水平圈上標(biāo)注有指示入射角、反射角、折射角大小的度數(shù)。作為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明基本構(gòu)思的改進(jìn)所述球體由上半球與下半球構(gòu)成，所述透明球 體的孔位于下半球的下部，所述豎直圈的上下部分位于上半球與下半球的外表面上，當(dāng)上 下半球組合成一個(gè)球體時(shí)，上下半球上的對(duì)應(yīng)豎直圈能夠組合成完整的圓圈。作為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明基本構(gòu)思的進(jìn)一步改進(jìn)所述豎直圈上著有顏色標(biāo)記，同一豎直 圈為同一顏色，不同豎直圈為不同的顏色。作為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明基本構(gòu)思的更進(jìn)一步改進(jìn)所述上半球與下半球之間夾固有支 架，所述支架的中部放置有平面鏡，所述平面鏡反射面上的“十”字線交點(diǎn)與空心球體的球 心重合，所述上半球中空內(nèi)壁的頂部懸掛有指示法線的豎直線。用法透明球體上的不同豎直圈用作表示光通過(guò)的不同平面，當(dāng)光線從某條豎直 圈射到位于球心的平面鏡十字線時(shí)，反射光線、及折射光線必定從同一豎直圈(同一平面) 的另一側(cè)射出，而不可能從另外的豎直圈(不同平面)上射出。本發(fā)明的有益效果是豎直圈能以生動(dòng)直觀的立體形式，讓學(xué)生自己領(lǐng)會(huì)“三線共 面”的實(shí)質(zhì)內(nèi)涵，再而不必從老師強(qiáng)行講解的間接角度，迫使學(xué)生想象“三線共面”，有助于 學(xué)生的理解，水平圈上能讀出角度大小，于是本發(fā)明成功地使該類(lèi)實(shí)驗(yàn)從驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)完美 地轉(zhuǎn)變?yōu)樘骄啃詫?shí)驗(yàn)。


圖1是本發(fā)明的立體示意圖圖中1.光源，2.入射光線，3.豎直線，4.平面鏡，5.上半球，6.鏡面支架，7.水
3平圈，8.下半球，9.豎直圈，10.孔，11.膠塞。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，本發(fā)明主體為一個(gè)透明空心球體，該球體分為上半球(5)與下半球
(8)，兩半球間的接觸處設(shè)置有活動(dòng)式連接裝置，如常見(jiàn)的螺絲連接、卡扣式連接、彈簧夾式 連接等。上半球(5)的頂部中內(nèi)固定有指示法線的豎直線(3)，該豎直線(3)的下部設(shè)置有 重錘配重，以確保豎直線始終保持在豎直狀態(tài)。下半球(8)上開(kāi)有供實(shí)驗(yàn)用液體及煙霧進(jìn) 入的孔(10)，孔(10)內(nèi)配有膠塞(11)，該膠塞(11)用于在實(shí)驗(yàn)需要時(shí)，將液體及煙霧密封 于透明球體內(nèi)。球體表面標(biāo)注有多個(gè)豎直圈(9)，該豎直圈(9)為通過(guò)球心的豎直面與球體表面 相切而形成的圓圈，多個(gè)豎直圈(9)的豎直直徑均與空心球體的豎直直徑重合，該豎直圈
(9)為判斷反射光線、折射光線是否與入射光線、法線在同一平面內(nèi)提供觀察的方便。為使 畫(huà)面簡(jiǎn)潔，圖1中只畫(huà)出了兩條豎直圈(9)。球體表面還標(biāo)注有多個(gè)水平圈(8)，該水平圈(8)為水平面在上下移動(dòng)的過(guò)程中 與球體表面相切而形成的的圓圈，該水平圈(8)上標(biāo)注有指示入射角、反射角、折射角大小 的度數(shù)。為使畫(huà)面簡(jiǎn)潔，圖1中只畫(huà)出了一條最大的水平圈)。本發(fā)明的透明球體分為上半球(5)與下半球(8)兩部分，除加工的方便外，還有利 于在上半球與下半球之間夾固鏡面支架(6)，該鏡面支架的長(zhǎng)度略大于球體直徑，該鏡面支 架(6)上表面的中部放置或固定(如粘貼等方式)有平面鏡，該平面鏡中部標(biāo)注有十字線， 該十字線的交點(diǎn)位于透明球體的球心上。用法一用于探究光的反射規(guī)律(一)、事先準(zhǔn)備1、組裝需事先將配套的鏡面支架(6)、平面鏡(4)夾在上半球(5)與下半球(8) 之間，再利用兩半球間的活動(dòng)連接裝置將兩半球連接為一個(gè)整體。2、充入顯示光線的介質(zhì)點(diǎn)燃蚊香(或香煙等)，將燃著的蚊香頭從孔(10)處伸 入空心球體內(nèi)，等球體內(nèi)煙霧達(dá)到一定濃度，可以明顯地顯示出光線傳播路徑時(shí)，取出蚊香 (或香煙)，將孔(10)用膠塞(11)堵住。(二)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)1、用于研究“三線共面”當(dāng)入射光線從豎直圈上的某點(diǎn)入射到平面鏡的十字線上時(shí)，入射光線與入射點(diǎn)及 法線就在豎直圈平面上，通過(guò)觀察，會(huì)發(fā)現(xiàn)反射光線必定從同一豎直圈(同一平面)的另一 側(cè)射出，而不可能從另外的豎直圈(不同平面)上射出，也就從實(shí)驗(yàn)的角度證明了“反射光 線與入射光線、法線在同一平面上”。2、用于研究“反射角等于入射角”、及“反射光線與入射光線、分居在法線的兩側(cè)”:當(dāng)入射光線從球體水平圈上的某點(diǎn)入射到平面鏡的十字線上時(shí)，入射角、反射角 的大小都可從水平圈上讀出，可以直接地得出“反射角等于入射角”、及“反射光線與入射光 線、分居在法線的兩側(cè)”的結(jié)論。用法二 用于探究光的折射規(guī)律(一)、事先準(zhǔn)備
1、組裝利用兩半球間的活動(dòng)連接裝置將兩半球連接為一個(gè)整體。與光反射實(shí)驗(yàn) 的區(qū)別在于，折射實(shí)驗(yàn)不需要鏡面支架(6)、及平面鏡(4)。2、充入顯示光線的介質(zhì)裝入液體介質(zhì)將球體上下倒轉(zhuǎn)，從孔(10)處裝入含有雜質(zhì)的液體，如茶水、放有 灰塵的水等；裝入液體必須適量，使得液面剛好位于球心上，便于直接從水平圈上讀出入射 角、折射角的大?。辉賹⒖?10)用膠塞(11)堵住。或充入氣體介質(zhì)如充入煙霧等氣體介質(zhì)，方法同上。( 二)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與上述光反射實(shí)驗(yàn)雷同，故從略。本發(fā)明的實(shí)施例已對(duì)本發(fā)明作出了說(shuō)明性而非限制性的描述，應(yīng)當(dāng)理解的是，在 不脫離由權(quán)利要求所限定的相關(guān)保護(hù)范圍的情況下，其他(她)技術(shù)人員可以做出變更和 /或修改，也在本發(fā)明的保護(hù)范圍以?xún)?nèi)。
權(quán)利要求
一種光反射折射實(shí)驗(yàn)儀，其特征在于它是一個(gè)開(kāi)有孔的透明空心球體；球體表面標(biāo)注有多個(gè)豎直圈，該豎直圈為通過(guò)球心的豎直面與球體表面相切而形成的圓圈，多個(gè)豎直圈的豎直直徑均與空心球體的豎直直徑重合；球體表面還標(biāo)注有多個(gè)水平圈，該水平圈為水平面在上下移動(dòng)的過(guò)程中與球體表面相切而形成的的圓圈，該水平圈上標(biāo)注有指示入射角、反射角、折射角大小的度數(shù)。
2.如權(quán)利要求1所述的光反射折射實(shí)驗(yàn)儀，其特征在于所述球體由上半球與下半球 構(gòu)成，所述透明球體的孔位于下半球的下部，所述豎直圈的上下部分位于上半球與下半球 的外表面上，當(dāng)上下半球組合成一個(gè)球體時(shí)，上下半球上的對(duì)應(yīng)豎直圈能夠組合成完整的 圓圈。
3.如權(quán)利要求2所述的光反射折射實(shí)驗(yàn)儀，其特征在于所述豎直圈上著有顏色標(biāo)記， 同一豎直圈為同一顏色，不同豎直圈為不同的顏色。
4.如權(quán)利要求3所述的光反射折射實(shí)驗(yàn)儀，其特征在于所述上半球與下半球之間夾 固有支架，所述支架的中部放置有平面鏡，所述平面鏡反射面上的“十”字線交點(diǎn)與空心球 體的球心重合，所述上半球中空內(nèi)壁的頂部懸掛有指示法線的豎直線。
5.如權(quán)利要求4所述的光反射折射實(shí)驗(yàn)儀，其特征在于所述透明球體的孔內(nèi)塞有膠
全文摘要
光反射折射實(shí)驗(yàn)儀。它是一個(gè)開(kāi)有孔的透明空心球體；球體表面標(biāo)注有多個(gè)豎直圈，該豎直圈為通過(guò)球心的豎直面與球體表面相切而形成的圓圈，多個(gè)豎直圈的豎直直徑均與空心球體的豎直直徑重合；球體表面還標(biāo)注有多個(gè)水平圈，該水平圈為水平面在上下移動(dòng)的過(guò)程中與球體表面相切而形成的的圓圈，該水平圈上標(biāo)注有指示入射角、反射角、折射角大小的度數(shù)。本發(fā)明的有益效果是豎直圈能以生動(dòng)直觀的立體形式，讓學(xué)生自己領(lǐng)會(huì)“三線共面”的實(shí)質(zhì)內(nèi)涵，再而不必從老師強(qiáng)行講解的間接角度，迫使學(xué)生想象“三線共面”，有助于學(xué)生的理解，水平圈上能讀出角度大小，于是本發(fā)明成功地使該類(lèi)實(shí)驗(yàn)從驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)完美地轉(zhuǎn)變?yōu)樘骄啃詫?shí)驗(yàn)。
文檔編號(hào)G09B23/22GK101872571SQ200910059050
公開(kāi)日2010年10月27日 申請(qǐng)日期2009年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月24日
發(fā)明者雷海平 申請(qǐng)人:雷海平