液体折射成像实验仪的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种教学实验仪器，具体地说是一种物理教学和实验中操作使用的观察液面下物点成像位置与实际位置关系、成像位置与入射角度关系的折射成像实验仪器。
【背景技术】
[0002]人眼在水面上观察水面下的物点时，看到的是物点经折射所成的像，像点与物点位置关系与物点深浅、进入人眼的光的入射角及折射角大小有关。目前尚未见有研究物点折射成像时，物点及像点位置关系与物点深浅及入射角、折射角大小关系的实验仪器。教学中仅通过理论分析，得出物点和像点位置关系，没有现成的实验仪器，能通过实验研究折射成像时的物点与像点位置关系。本发明专利为研究物点折射成像时，物点及像点位置关系与物点深浅及入射角、折射角大小的关系的实验仪器，截至目前未见此类实验仪器。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种能研究水面下物点经折射所成的像点位置与物点深浅、进入人眼的光的入射角及折射角大小的关系的液体折射成像实验仪器。
[0004]实现上述目的采用以下技术方案:
一种液体折射成像实验仪，包括面板，底座，其特征在于，所述的面板固定在底座上，面板的上端固定连接有滑轨，面板的板面上画有相互垂直的水平标线和竖直标线，水平标线和竖直标线之间画有半径为单位长I的一个1/4圆弧，将1/4圆弧等分成90等份，在该圆弧上标有度数，标有度数的圆弧为角度标尺；以水平标线为基准向下平行于水平标线在面板上画出水平线，所示的水平线为深度标尺；所述的水平标线和竖直标线两条标线的连接点处铰接有入射光指针和折射光指针，入射光指针上画有标度，作为折射率标尺。
[0005]进一步，面板上的水平标线为O刻度。
进一步，所述的入射光指针、折射光指针分别以铰接点为轴转动。
[0006]进一步，重锤设置为两个，重锤线上端与滑轨连接，重锤固结在重锤线的另一端，重锤线可在滑轨上左右滑动。
[0007]采用上述技术方案，由于本折射成像实验仪的面板上用坐标及圆弧的形式画出了角度标尺、深度标尺，在入射光指针上画出了折射率标尺。将面板放在水平面上，通过调节重锤的位置，转动入射光指针及折射光指针，可以得到任意入射角下不同的物点深度和所对应的像点的深度值，并能测量液面下物点经折射所成的像点位置与物点深浅、进入人眼的光的入射角及折射角大小的关系。本折射成像实验仪原理清晰，操作简单。
【附图说明】
[0008]图1是本发明的整体结构示意图。
[0009]图2为面板示意图。
[0010]图中，面板1，底座2，滑轨3，入射光指针4，折射光指针5，重锤6、7，角度标尺8，深度标尺9。在入射光指针4上还标有量程为2，分度值为0.0l的折射率标尺。
【具体实施方式】
[0011]下面结合附图对本发明作进一步的描述。
[0012]以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的保护范围。实施例中的条件可以根据具体条件做进一步的调整。
[0013]本实施例公开的这种液体折射成像实验仪，由面板1，底座2，滑轨3，入射光指针4，折射光指针5，重锤6、7。
[0014]底座2为木质或有机塑料板结构，面板I是光滑的木板或有机塑料板粘接在底座2上，面板I的上端粘接一条滑轨3，滑轨3是带凹槽的木板或有机塑料板。滑轨3上连接有与滑轨垂直的重锤6、7。
[0015]见图1和图2，在面板I板面的上角以O点为起点，画相互垂直的两条标线，水平标线OC和竖直标线0D。以O点为圆心，取10厘米作为单位长1，在OC和OD两条标线之间的区域内以单位长I为半径，画出1/4圆弧，将1/4圆弧等分成90等份，在其上标度数，其中OD所在处刻度为0°，向OC增大至90°，为角度标尺。OC所在水平线为O刻度，以OC水平线为基准，向下平行于OC画出系列等间距的水平线，在水平线上标出距OC的距离，作为深度标尺。
[0016]两条标线的连接点处铰接有入射光指针和折射光指针，入射光指针4，折射光指针5以O点为轴转动。入射光指针4上画有量程为2、分度值为0.01的标度，作为折射率标尺。
[0017]重锤6、7与重锤线连接，重锤线上端与滑轨3连接，重锤6、7分别固结在重锤线的另一端，重锤线可在滑轨3上左右滑动。
[0018]本发明的操作应用过程:
1.仪器调整。将本折射成像实验仪放在水平面上，调节底座及面板，滑动重锤6，使重锤线与OD重合。
[0019]2.根据入射光指针4位置调整折射光指针5。转动入射光指针4，使其与角度标尺的某一角度重合，即入射角为某一定值。移动重锤6，使重锤线与入射光指针4的交点在折射率标尺的刻度等于液体折射率的值(如水的折射率1.33)，再转动折射光指针5，使折射光指针经过重锤线与面板上的1/4圆弧交点。
[0020]3.研究折射成像与物点深浅、进入人眼的光的入射角及折射角大小的关系。
[0021]3.1研究某一入射角下，像点深度与物点深度的关系。
[0022]转动入射光指针4，使其与角度标尺的某一角度重合，固定入射光指针4不动，即入射角确定。根据步骤2调整折射光指针5的位置并固定。这时，可以通过折射光指针5读出折射角。移动重锤7，重锤线与入射光指针5及折射光指针6的交点在深度标尺的读数即为物点深度Ii1和像点深度h 2。改变重锤7位置，可以得到不同的物点深度和像点深度值。
[0023]3.2物点深度不变时，研究像点深度与入射角的关系。
[0024]转动入射光指针4，使其在角度标尺上的度数为不同的值，根据步骤2调整折射光指针5的相应位置。移动重锤7，每次均使重锤线与入射光指针4交点在深度标尺上为同一刻度，读出重锤线与折射光4交点在深度标尺上刻度，即为像点深度值。
[0025]虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
【主权项】
1.一种液体折射成像实验仪，包括面板，底座，其特征在于，所述的面板固定在底座上，面板的上端固定连接有滑轨，面板的板面上画有相互垂直的水平标线和竖直标线，以0为圆心，在水平标线和竖直标线之间以单位长1为半径画有1/4圆弧，并将其等分成90等份，在该圆弧上标有度数，标有度数的圆弧为角度标尺；以水平标线为基准向下平行于水平标线在面板上画水平线，量取水平线距水平标线距离并标注，作为深度标尺；所述的水平标线和竖直标线两条标线的连接点处铰接有入射光指针和折射光指针，入射光指针上标有单位长1和2倍单位长，在1、2之间等分成100等分，每份为0. 01，作为折射率标尺。2.根据权利要求1所述的折射成像实验仪，其特征在于，面板上的水平标线为深度标尺的0刻度。3.根据权利要求1所述的折射成像实验仪，其特征在于，所述的入射光指针、折射光指针分别以铰接点为轴转动。4.根据权利要求1所述的液体折射率测量仪，其特征在于，重锤设置为两个，重锤线上端与滑轨连接，重锤固结在重锤线的另一端，重锤线可在滑轨上左右滑动。
【专利摘要】一种液体折射成像实验仪，它的面板固定在底座上，面板的上端固定连接有滑轨，面板上画有相互垂直的水平标线和竖直标线，水平标线和竖直标线之间画有圆弧，该圆弧上标有度数为角度标尺；以水平标线为基准向下平行于水平标线在面板上画出水平线，该水平线为深度标尺；水平标线和竖直标线两条标线的连接点处铰接有入射光指针和折射光指针，入射光指针上画有标度，作为折射率标尺。将面板放在水平面上，通过调节重锤的位置，转动入射光指针及折射光指针，可以得到任意入射角下不同的物点深度和所对应的像点的深度值，并能测量液面下物点经折射所成的像点位置与物点深浅、进入人眼的光的入射角及折射角大小的关系。本实验仪原理清晰，操作简单。
【IPC分类】G09B23/22
【公开号】CN105225588
【申请号】CN201510722463
【发明人】孙立萍
【申请人】唐山师范学院
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2015年10月31日