反射折射起偏示教仪的制作方法

本发明属于物理光学实验教学设备领域，特别涉及到一种集验证反射、折射、起偏和折射率测量于一体的示教装置。

背景技术：

物理教学中指出：自然光在电介质界面上反射和折射时，一般情况下反射光和折射光都是部分偏振光，只有当入射角为某特定角时反射光才是线偏振光，其振动方向与入射面垂直。

目前，就反射起偏现象缺少直观、可信的实验演示，口头描述的实验现象学生不易理解和接受。因此，本发明通过齿轮传动保证传动比和同步偏转实现了反射、折射和起偏现象直观、可信的实验演示与示教。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：提供一种集验证反射、折射、起偏和折射率测量示教仪，通过齿轮传动的传动比恒定、平稳性较高、传递运动准确可靠、结构紧凑、易于变向等特点，搭建一台便携式示教仪，实现教学中能随课堂进行反射、折射和起偏演示，达到随时测量光学材料折射率和布鲁斯特定律的目的。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种反射折射起偏示教仪，其特征在于：轴b6、轴a13、轴c17和轴d20安装在支架7上，轴a13和轴d20同心不同轴，轴b6穿过支架7，一端通过平键b24与齿轮b8构成键连接，另一端通过平键a23与齿轮c16构成键连接，齿轮b8转动，带动所述轴b6在所述支架7的孔内旋转，所述轴b6旋转带动齿轮c16转动，量角器5固定在齿轮b8上，其圆心与齿轮b8轴心重合，所述指针4固定在支架7上，所述指针4的指针尖指向所述量角器5圆心，轴a13固定在支架7上，齿轮a14套在轴a13上，可绕所述轴a13旋转，连杆15一端固定在齿轮a14上，另一端固定激光器3，所述齿轮b8与所述齿轮a14齿轮参数相同，且相互啮合；轴c17固定在支架7上，齿轮d18套在轴c17上，可绕所述轴c17旋转，轴d20固定在支架7上，齿轮e19套在轴d20上，可绕所述轴d20旋转，所述齿轮e19与l型连杆11固定，所述l型连杆11有两个相互垂直的分支，一个分支中间固定检偏器2，顶端固定接收光幕a1，一个分支顶端固定接收光幕b10，齿轮c16与齿轮d18与齿轮e19齿轮参数相同，齿轮c16与齿轮d18啮合，齿轮d18与齿轮e19啮合；组合后的反射折射起偏机构放置在容器9中，向容器9中注入电解质溶液，液面12升至轴a13、轴d20和轴b6轴线连线重合为止，组成反射折射起偏示教仪。

如上所述的一种反射折射起偏示教仪，其特征在于：当齿轮a14带动连杆15和激光器3逆时针旋转一个角度时，与之啮合的齿轮b8带动量角器5顺时针偏转相同角度，指针4指出偏转值，齿轮b8带动轴b6和齿轮c16顺向等角度偏转，齿轮c16带动齿轮d18逆向等角度偏转，齿轮d18再带动齿轮e19顺向等角度偏转，齿轮e19带动l型连杆上的检偏器2和接收光幕a1，以及接收光幕b10等角度偏转，激光器3照射在液面12上的光束经反射后到接收光幕a1，入射光线与反射光线的夹角是指针4指出偏转值的二倍。

如上所述的一种反射折射起偏示教仪，其特征在于：激光器3照射在液面12上的光束经反射后穿过检偏器2到接收光幕a1，调整检偏器2，则接收光幕a1上的光斑由强变弱，再偏转齿轮a14，直至接收光幕a1上的光斑消失，验证布儒斯特定律中反射光是偏振光部分和布儒斯特角。

如上所述的一种反射折射起偏示教仪，其特征在于：激光器3照射在液面12上的光束经调整检偏器2，至接收光幕a1上的光斑消失时，观察接收光幕b10上的光斑是否在中心，验证布儒斯特定律中反射光与折射光垂直部分和测量入射角、反射角和折射率。

由于采用上述技术方案，本发明所具有的优点和积极效果是：一种反射折射起偏示教仪，墙板固定在支架上，并同支架一起放入容器中，注入电解质溶液至高度与各轴心连线重合；轴b穿过墙板，两端分别固定齿轮b和齿轮c，量角器同心固定在齿轮b上，指针固定指向量角器圆心，轴a固定齿轮a，轴a和轴d同心不同轴，齿轮d套在固定于墙板的轴c上，轴d固定齿轮e，穿过墙板后再固定有两个相互垂直分支的l型连杆；连杆固定激光器后固定在齿轮a上，l型连杆一个分支依次固定检偏器和接收光幕a，另一个分支固定接收光幕b；齿轮a带动激光器逆时针旋转一个角度，利用啮合原理，l型连杆带动接收光幕a和接收光幕b等角度偏转，测量入射角与反射角、入射角与折射角，验证布儒斯特定律。教学中能随课堂进行演示、测量光学材料折射率，经济、实用、美观、造价也不高。

附图说明：

图1是本发明的主视图；

图2是本发明的反视图；

图3是图1的俯视图。

图中：1.接收光幕a，2.检偏器，3.激光器，4.指针，5.量角器，6.轴b，7.支架，8.齿轮b，9.容器，10.接收光幕b，11.l型连杆，12.液面，13.轴a，14.齿轮a，15.连杆，16.齿轮c，17.轴c，18.齿轮d，19.齿轮e，20.轴d，21.锁紧螺栓a，22.锁紧螺栓b，23.平键a，24.平键b

具体实施方式：

一种反射折射起偏示教仪，如图1-图3所示，其特征在于：轴b6、轴a13、轴c17和轴d20安装在支架7上，轴a13和轴d20同心不同轴，轴b6穿过支架7，一端通过平键b24与齿轮b8构成键连接，另一端通过平键a23与齿轮c16构成键连接，齿轮b8转动，带动所述轴b6在所述支架7的孔内旋转，所述轴b6旋转带动齿轮c16转动，量角器5固定在齿轮b8上，其圆心与齿轮b8轴心重合，所述指针4固定在支架7上，所述指针4的指针尖指向所述量角器5圆心，轴a13固定在支架7上，齿轮a14套在轴a13上，可绕所述轴a13旋转，连杆15一端固定在齿轮a14上，另一端固定激光器3，所述齿轮b8与所述齿轮a14齿轮参数相同，且相互啮合；轴c17固定在支架7上，齿轮d18套在轴c17上，可绕所述轴c17旋转，轴d20固定在支架7上，齿轮e19套在轴d20上，可绕所述轴d20旋转，所述齿轮e19与l型连杆11固定，所述l型连杆11有两个相互垂直的分支，一个分支中间固定检偏器2，顶端固定接收光幕a1，一个分支顶端固定接收光幕b10，齿轮c16与齿轮d18与齿轮e19齿轮参数相同，齿轮c16与齿轮d18啮合，齿轮d18与齿轮e19啮合；组合后的反射折射起偏机构放置在容器9中，向容器9中注入电解质溶液，液面12升至轴a13、轴d20和轴b6轴线连线重合为止，组成反射折射起偏示教仪。

如上所述的一种反射折射起偏示教仪，其特征在于：当齿轮a14带动连杆15和激光器3逆时针旋转一个角度时，与之啮合的齿轮b8带动量角器5顺时针偏转相同角度，指针4指出偏转值，齿轮b8带动轴b6和齿轮c16顺向等角度偏转，齿轮c16带动齿轮d18逆向等角度偏转，齿轮d18再带动齿轮e19顺向等角度偏转，齿轮e19带动l型连杆上的检偏器2和接收光幕a1，以及接收光幕b10等角度偏转，激光器3照射在液面12上的光束经反射后到接收光幕a1，入射光线与反射光线的夹角是指针4指出偏转值的二倍。

如上所述的一种反射折射起偏示教仪，其特征在于：激光器3照射在液面12上的光束经反射后穿过检偏器2到接收光幕a1，调整检偏器2，则接收光幕a1上的光斑由强变弱，再偏转齿轮a14，直至接收光幕a1上的光斑消失，验证布儒斯特定律中反射光是偏振光部分和布儒斯特角。

如上所述的一种反射折射起偏示教仪，其特征在于：激光器3照射在液面12上的光束经调整检偏器2，至接收光幕a1上的光斑消失时，观察接收光幕b10上的光斑是否在中心，验证布儒斯特定律中反射光与折射光垂直部分和测量入射角、反射角和折射率。