一种光的反射、折射实验教具的制作方法

本实用新型涉及物理实验教具领域，具体涉及一种光的反射、折射实验教具。

背景技术：

中学物理课程中需要对光的反射、折射进行研究，教师在教学过程中，如何将这一现象准确演示是使学生接受这一知识的关键所在。但是，目前并没有一套能够准确演示光的反射、折射的实验教具，给教师的教学和学生的学习带来了很大困难。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种光的反射、折射实验教具。

为实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案：一种光的反射、折射实验教具，包括支架、刻度盘、转盘、介质容器、转动系统、工具箱和激光笔；所述刻度盘和工具箱与支架进行固定连接，所述转盘与支架进行转动连接，所述转盘设置在刻度盘后端，所述转盘与刻度盘同轴设置；所述介质容器与支架进行可升降式连接，所述介质容器设置在刻度盘前端；所述转动系统控制转盘进行转动；所述激光笔安装在转盘上，所述激光笔方向指向转盘的中心。

优选的，所述支架包括互相垂直的底板和立板，所述底板前端设有两根相互平行的下支腿，所述下支腿为圆筒状结构，所述下支腿内部设有内螺纹；所述立板的前端面上部设有转轴，所述转轴前端固定连接刻度盘；所述立板的右端面上部设有固定转动系统的固定架。

优选的，所述刻度盘为圆盘形结构，所述刻度盘的盘面上沿圆周方向均匀设有若干条刻度线，竖直方向为0-0刻度线，水平方向为90-90刻度线。

优选的，所述刻度线与相邻刻度线之间的角度为5°。

优选的，所述转盘为圆盘形结构，所述转盘中心设有圆形通孔，所述圆形通孔中设有轴套，所述轴套端部固定连接从动齿轮，所述转盘通过轴套套在转轴上与支架进行转动连接。

优选的，所述转盘上设有刻度对准线，所述刻度对准线的方向指向转盘的中心；所述刻度对准线上方设有支撑柱，所述支撑柱垂直转盘盘面，所述支撑柱上设有安装激光笔的激光笔夹具。

优选的，所述介质容器为方型透明容器，所述介质容器的底端面设有两根相互平行的上支腿，所述上支腿为圆筒状结构，所述上支腿内部设有内螺纹，所述上支腿内部连接丝杠，所述丝杠的另一端与下支腿进行螺纹连接。

优选的，所述丝杠的中部设有调节把手。

优选的，所述转动系统包括主动齿轮、从动齿轮和传动链条；所述主动齿轮通过固定架安装在支架上，所述主动齿轮和从动齿轮通过传动链条进行连接；所述主动齿轮中心固定连接手柄，所述手柄为Z型结构。

优选的，所述从动齿轮的齿轮直径是主动齿轮齿轮直径的6倍。

光的反射、折射实验教具使用原理：

在介质容器内盛放要检测折射性质的介质，通过调整丝杠，使介质的上表面与刻度盘的90-90刻度线对齐；确定第一个入射角，旋转主动齿轮的手柄，使转盘的刻度对准线对准刻度盘上的相应刻度；打开激光笔，使入射光线沿刻度对准线入射到介质表面，分别记录反射角度和折射角度；继续旋转手柄，进行后续不同入射角的反射、折射实验。

本实用新型具有以下有益效果：

1.本实用新型通过转动系统控制转盘的转动来确定不同光线的入射角，从而研究入射角与反射角、折射角的关系，使学生在实验过程中接受并理解光的反射和折射定律，使教师的教学过程生动形象，起到事半功倍的作用。

2.本实用新型介质容器通过丝杠与支架进行可升降式连接，通过旋转丝杠的调节把手来调节介质容器的高度，使介质的上表面与刻度盘的90-90刻度线齐平，方便反射角、折射角的读取。

3.本实用新型转动系统中从动齿轮的齿轮直径是主动齿轮齿轮直径的6倍，从而使主动齿轮的旋转角度是从动齿轮的6倍，即通过控制主动齿轮的旋转角度即能确定从动齿轮的旋转角度，使入射角的变化更为精确。

附图说明

图1-图4是本实用新型光的反射、折射实验教具的结构示意图；

图5-图6是本实用新型支架的结构示意图；

图7-图9是本实用新型转盘的结构示意图；

图10是本实用新型转盘与转动系统的结构示意图；

其中1–支架，11–底板，12–下支腿，13–立板，14–转轴，15–固定架，2–刻度盘，21–刻度线，22–0-0刻度线，23–90-90刻度线，3–转盘，31–轴套，32–刻度对准线，33–支撑柱，34–激光笔夹具，4–介质容器，41–上支腿，42–丝杠，43–调节把手，5–转动系统，51–主动齿轮，511–手柄，52–传动链条，53–从动齿轮，6–工具箱，7–激光笔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

如图1-10所示，一种光的反射、折射实验教具，包括支架1、刻度盘2、转盘3、介质容器4、转动系统5、工具箱6和激光笔7；所述刻度盘2和工具箱6与支架1进行固定连接，所述转盘3与支架1进行转动连接，所述转盘3设置在刻度盘2后端，所述转盘3与刻度盘2同轴设置；所述介质容器4与支架1进行可升降式连接，所述介质容器4设置在刻度盘2前端；所述转动系统5控制转盘3进行转动；所述激光笔7安装在转盘3上，所述激光笔7方向指向转盘的中心，转盘3带动激光笔7旋转改变光线的入射角度，而反射角度和折射角度则通过刻度盘2上的刻度读出。

优选的，所述支架1包括互相垂直的底板11和立板13，所述底板11前端设有两根相互平行的下支腿12，所述下支腿12为圆筒状结构，所述下支腿12内部设有内螺纹，下支腿12用来连接介质容器4；所述立板13的前端面上部设有转轴14，所述转轴14前端固定连接刻度盘2；所述立板13的右端面上部设有固定转动系统5的固定架15。

优选的，所述刻度盘2为圆盘形结构，所述刻度盘2的盘面上沿圆周方向均匀设有若干条刻度线21，竖直方向为0-0刻度线22，水平方向为90-90刻度线23；其中0-0刻度线22作为法线，90-90刻度线23作为两种介质的交接面。

优选的，所述刻度线21与相邻刻度线21之间的角度为5°，即明确了刻度线之间的单位角度，旋转转盘3改变入射角度时，方便确定入射角度的改变量。

优选的，所述转盘3为圆盘形结构，所述转盘3中心设有圆形通孔，所述圆形通孔中设有轴套31，所述轴套31端部固定连接从动齿轮53，所述转盘3通过轴套31套在转轴14上与支架1进行转动连接。

优选的，所述转盘3上设有刻度对准线32，所述刻度对准线32的方向指向转盘3的中心，当刻度对准线32与刻度盘2上的某一条刻度线21对齐时，激光笔7射出的光线就会和这条刻度线21对齐，即刻度对准线的设置方便入射角度的确定；所述刻度对准线32上方设有支撑柱33，所述支撑柱33垂直转盘3盘面，所述支撑柱33上设有安装激光笔7的激光笔夹具34。

优选的，所述介质容器4为方型透明容器，所述介质容器4的底端面设有两根相互平行的上支腿41，所述上支腿41为圆筒状结构，所述上支腿41内部设有内螺纹，所述上支腿41内部连接丝杠42，所述丝杠42的另一端与下支腿12进行螺纹连接。

优选的，所述丝杠42的中部设有调节把手43，方便丝杠42的旋转。

优选的，所述转动系统5包括主动齿轮51、从动齿轮53和传动链条52；所述主动齿轮51通过固定架15安装在支架1上，所述主动齿轮51和从动齿轮53通过传动链条52进行连接；所述主动齿轮51中心固定连接手柄511，所述手柄511为Z型结构。

优选的，所述从动齿轮53的齿轮直径是主动齿轮51齿轮直径的6倍；从而使主动齿轮51的旋转角度是从动齿轮53的6倍，即通过控制主动齿轮51的旋转角度即能确定从动齿轮53的旋转角度，使入射角的变化更为精确；例如，当主动齿轮旋转90°时，从动齿轮旋转15°，即使从动齿轮在前一个入射角的基础上增加或者减少15°，而使主动齿轮旋转90°，是能通过手柄511进行控制的，使入射角的变化更为精确。

一种光的反射、折射实验教具，其具体实施方式为：

在介质容器4内盛放要检测折射性质的介质，通过调整丝杠42，使介质的上表面与刻度盘2的90-90刻度线23对齐；确定第一个入射角，旋转主动齿轮51的手柄511，使转盘3的刻度对准线32对准刻度盘2上的相应刻度；打开激光笔7，使入射光线沿刻度对准线32入射到介质表面，分别记录反射角度和折射角度；继续旋转手柄511，进行后续不同入射角的反射、折射实验。

当需要检测另外介质的反射和折射实验时，旋转丝杠42，将介质容器4取下更换介质，更换完毕后，通过丝杠42将介质容器4再次安装。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“前”、“后”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。