一种激光计时导轨的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及物理教学的实验设计，尤其涉及的是，一种激光计时导轨。
【背景技术】
[0002]一些普通物理运动学实验教具多年没有改进，例如，名称为数字计时导轨实验小车的中国专利，其申请号为90216765.0，一种普通物理运动学实验中用于测定时间的数字计时导轨实验小车。本实用新型的特征是在导轨板面边缘的浅槽内装有两个可滑动的控制电子表秒功能的开关，此两个控制开关用导线分别与电子表的秒功能开关并联，在物理小车一侧的支架上装有与电子表秒功能开关的控制开关相配合使用的实现对秒功能开关控制的控制元件，在电子表的秒功能开关上并接一单芯插孔。本实用新型用于普通物理运动学实验中所有测定时间的实验。
[0003]但是，在二十多年之后，激光技术的发展，使得计时导轨实验存在改进的空间，达到更加精确的效果。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型提供一种新的激光计时导轨，所要解决的技术问题是如何采用激光技术实现计时导轨、简化光路、减少接收器数量、有效实现快速移动物体的计时及测速、采用若干反射镜与半导体激光器形成一条光路、采用至少两对反射镜进行光的反射、采用反射镜与导轨的配合形成可用于测速的至少两段光路、可配合多种信号接收装置使用等。
[0005]本实用新型的技术方案如下:一种激光计时导轨，其包括激光器电源、半导体激光器、导轨、高反反射镜组、光敏管以及放大器；所述激光器电源连接所述半导体激光器，用于为所述半导体激光器提供电源；所述高反反射镜组包括若干高反反射镜，各所述高反反射镜分别设置于所述导轨两侧，并且与所述半导体激光器形成一条光路；其中，各所述高反反射镜分别顺序反射所述半导体激光器的激光，输出到所述光敏管；所述光敏管的输出端连接所述放大器；其中，所述高反反射镜组的若干高反反射镜中，包括至少两对高反反射镜；每一对高反反射镜包括位于所述导轨一侧的甲反射镜以及位于所述导轨另一侧的乙反射镜；所述甲反射镜与所述乙反射镜之间形成横穿所述导轨的一段光路。
[0006]优选的，所述激光计时导轨还包括一 LED灯，所述LED灯连接所述放大器的输出端。
[0007]优选的，还包括一 A/D转换器，所述A/D转换器连接所述放大器的输出端。
[0008]优选的，所述激光计时导轨还包括一计算机，所述计算机连接所述A/D转换器的输出端。
[0009]优选的，所述激光计时导轨还包括一小车，所述小车设置在所述导轨上。
[0010]优选的，所述光敏管为红外光敏二极管。
[0011]优选的，所述高反反射镜组中，包括至少三对反射镜。
[0012]优选的，所述高反反射镜组中，包括至少四对反射镜。
[0013]优选的，所述高反反射镜组中，还包括一位于所述一条光路末端的高反反射镜。
[0014]优选的，位于所述光路末端的高反反射镜与所述半导体激光器设置于所述导轨的同一侧。
[0015]实施本实用新型，具有如下有益效果:采用激光技术实现计时导轨、简化光路、减少接收器数量、有效实现快速移动物体的计时及测速、采用若干反射镜与半导体激光器形成一条光路、采用至少两对反射镜进行光的反射、采用反射镜与导轨的配合形成可用于测速的至少两段光路、可配合多种信号接收装置使用等，便于作为教学演示，令学生学习自然物理科学。
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型的一个实施例的示意图。
【具体实施方式】
[0017]为更好的说明本实用新型的目的、技术方案和优点，下面将结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。
[0018]本实用新型的一个实施例是，一种激光计时导轨，其包括激光器电源、半导体激光器、导轨、高反反射镜组、光敏管以及记录装置；例如，所述记录装置包括一放大器；又如，记录装置还包括与放大器连接的计算机等。或者，记录装置还可以是其他能够记录光敏管输出信号的装置或电路；例如，光敏管还设置模数转换模块，用于将模拟信号转换为数字信号，由所述记录装置进行记录或者所述放大器放大后作为记录信号输出。
[0019]所述激光器电源连接所述半导体激光器，用于为所述半导体激光器提供电源；所述高反反射镜组包括若干高反反射镜，各所述高反反射镜分别设置于所述导轨两侧，并且与所述半导体激光器形成一条光路，所述反射镜均为高反反射镜；其中，各所述高反反射镜分别顺序反射所述半导体激光器的激光，输出到所述光敏管；所述光敏管的输出端连接所述放大器；其中，所述高反反射镜组的若干高反反射镜中，包括至少两对高反反射镜；每一对反射镜包括位于所述导轨一侧的甲反射镜以及位于所述导轨另一侧的乙反射镜；所述甲反射镜与所述乙反射镜之间形成横穿所述导轨的一段光路，在教学演示中，当导轨上的运动物体经过横穿所述导轨的每一段光路时，会短暂遮挡光线，使得光路中断，此时光敏管发出光路中断的信号通知，经所述放大器放大后输出；需要说明的是，这些信号通知、放大信号，不是本实用新型所要求保护的范围，本实用新型所要求保护的是该激光计时导轨的结构，其配合或包括这些检测装置、记录装置使用，可以实现演示教学功能。
[0020]这样，达到的技术效果包括:采用激光技术实现计时导轨、简化光路、减少接收器数量、有效实现快速移动物体的计时及测速、采用若干高反反射镜与半导体激光器形成一条光路、采用至少两对高反反射镜进行光的反射、采用反射镜与导轨的配合形成可用于测速的至少两段光路、可配合多种信号接收装置使用等，便于作为教学演示，令学生学习自然物理科学。
[0021]为了减少测量误差，优选的，所述一段光路垂直于所述导轨，例如，甲反射镜与乙反射镜之间的光线，垂直于所述导轨；优选的，存在光路的各甲反射镜之间的光线，以及存在光路的各乙反射镜之间的光线，均平行于所述导轨。这样，所达到的技术效果是，导轨上的运动物体经过垂直于所述导轨的每一段光路时，距离易于计算，简化了实验数据，便于演示说明，也有利于学生学习。
[0022]为了解决如何有效检测光路的技术问题，例如，所述光敏管为红外光敏二极管。优选的，所述光敏管根据所述半导体激光器设置，例如，所述光敏管的型号根据所述半导体激光器的输出波长而设置。这样，可以更精确地有效检测光路。
[0023]为了便于用户使用，无需另行购置运动物体，优选的，所述激光计时导轨还包括一小车，所述小车设置在所述导轨上。为了免备电池或者更换电池，优选的，所述小车设置太阳能电池板及其充电电路、蓄电池，用于驱动所述小车运动。为了便于提醒用户，优选的，所述激光计时导轨还包括一 LED灯，所述LED灯连接所述放大器的输出端，这样，光路每中断一次，所述LED灯熄灭提示一次，或者，还包括一 A/D转换器，所述A/D转换器也连接所述放大器的输出端。采用A/D转换器进行模拟信号采样与转换，光敏管连接放大器，信号放大后由A/D转换器进行模数转换，将模拟信号转换为数字信号，由记录装置进行记录或者作为记录信号输出。
[0024]所述激光计时导轨还包括一计算机，所述计算机连接所述A/D转换器的输出端。例如，光路每中断一次，通过LED灯熄灭提示或者将经所述A/D转换器处理后的数字信号发送给所述计算机。优选的，所述光敏管为红外光敏二极管。高反反射镜其中，各所述高反反射镜分别与所述导轨成45度角，并且，每一对高反反射镜中，甲反射镜与乙反射镜平行设置，两者之间形成横穿所述导轨的一段光路。这样，易于维修激光计时导轨，某一高反反射镜损坏时，可以直接用普通镜子暂代。为了解决安装高反反射镜的问题，又如，导轨上设置若干对安装孔，每一反射镜对应设置一安装插件，所述安装插件插入对应的安装孔中，以固定高反反射镜的位置和反射方向。这样，安装方便，光路组配简单。
[0025]如图1所示，本实用新型的一个实施例是，一种激光计时导轨，其包括激光器电源100、半导体激光器200、导轨400、高反反射镜组500、光敏管600以及放大器700 ;所述激光器电源连接所述半导体激光器，用于为所述半导体激光器提供电源；所述半导体激光器输出激光到所述高反反射镜组，例如，输出到第一高反反射镜510。
[0026]所述高反反射镜组包括若干高反反射镜，各所述高反反射镜分别设置于所述导轨两侧，并且与所述半导体激光器形成一条光路；其中，各所述高反反射镜分别顺序反射所述半导体激光器的激光，输出到所述光敏管；如图1所示，所述高反反射镜组包括第一高反反射镜510、第二高反反射镜520、第三高反反射镜530、第四