全反射临界角与光纤导光原理动态演示仪的制作方法

本实用新型属于课堂教学与科普演示仪器领域，具体涉及一种全反射临界角与光纤导光原理动态演示仪

背景技术：

光纤作为高科技标志性成果之一，对其导光原理的介绍，早已广泛进入中小学课本及大学物理、光通信原理等专业课教材中。但社会公众的光纤导光原理和全反射临界角还是知之甚少。近年来配合光学与光通信原理课教材的实验演示仪器，也得到了大的发展。众所周知，光纤导光基于光的全反射原理，但现有的光纤导光演示实验仪器及公开的专利技术，大多只是向学生演示光纤可以将光信号或电信号经过光电转换后从光纤的一端传输到另一端，即只能演示弯曲的光纤可以传输光信号，而学生并不能看到光线在光纤中的传输路径，特别是针对物理专业学生，无法直观的看到决定光纤导光的物理条件，即光的入射临界角的观察和纤芯包层折射率大小对光纤导光效能的决定性影响。

专利号为201510115426.6，发明名称为《光纤导光物理条件的模拟实验演示装置与演示方法》中国发明专利，为清晰的演示光纤导光的物理条件，提供了一种非常好的实验装置和演示实验方法。但其仍有不足：首先，采用手动操作，学生不易观察达到临界角的动态过程；其次，学生只能离仪器近距离观察，因此受众面小，不适宜于科技馆的科普演示；再者，采用了两种液体，不宜移动，即不适合于课堂演示和“科普大篷车”的移动式演示使用，因此需要一种携带方便，可动态演示的全反射临界角与光纤导光原理动态演示仪。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于克服上述现有技术的缺点，提供一种结构简单、操作方便、适用范围广的全反射临界角与光纤导光原理动态演示仪。

解决上述技术问题所采用的技术方案是：在底座上右侧设置有演示水槽，底座上左侧设置有安装激光器的激光器支架，所述的演示水槽的底板、后侧壁，左侧壁、右侧壁、上盖为遮光板，演示水槽的前侧壁为透明板,导光棒穿过演示水槽的左、右侧壁中间位置，导光棒的上、下表面与水平面平行，底座上左侧设置有光源控制器，所述的光源控制器为：在支座上设置有驱动器，驱动器的转轴与激光器支架相联。

本实用新型的的导光棒的横截面是矩形。

本实用新型的驱动器是舵机

本实用新型采用了舵机带动激光器在设定角度范围内自动往复摆动，改变激光束在导光棒上表面与水的界面上的入射角，实现了全反射临界角与光纤导光原理的动态演示，适用于不同知识层次(大、中、小学生、社会公众)、不同场所(实验室半定量测量、课堂演示、走廊自主操作体验、科技馆科普演示)的光纤导光原理演示；演示过程具有趣味性、启发性和拓展性特点，能产生“一目了然”和“过目不忘”的演示效果，该演示仪具有结构简单、操作方便、成本低廉、安全可靠、携带方便的优点。

附图说明

图1是本实用新型一个实施例的结构示意图。

图2是图1的俯视图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1-2所示，本实施例的全反射临界角与光纤导光原理动态演示仪由支座1、演示水槽2、导光棒3、底座4、激光器5、激光器支架6、驱动器7联接构成。

在底座4上右侧放置有演示水槽2，演示水槽2的几何形状为长方体，演示水槽2的底板、后侧壁，左、右侧壁和上盖为遮光板，演示水槽2的前侧壁为透明板。在演示水槽2的左、右侧壁上安装有横截面为矩形的透明导光棒3，使用时导光棒3浸入水中，导光棒3的上、下表面与水平面平行，导光棒3的左端部穿出演示水槽2的左侧壁，导光棒3与演示水槽2的左侧壁之间水密封；导光棒3的右端部穿出演示水槽2的右侧壁，导光棒3与演示水槽2的右侧壁之间水密封；在底座4上左侧安装有光源控制器，所述的光源控制器为：在支座1上安装有驱动器7，驱动器7是舵机，舵机的转轴与激光器支架6相联，激光器支架6上安装激光器5，激光器5输出的激光束由导光棒3左端面入射进入导光棒3，到达导光棒3上表面与水的界面上。

本实施例的工作原理是：

驱动器7带动激光器5在设定角度范围内自动往复摆动，改变激光束在导光棒3上表面与水的界面上的入射角，就可观察到激光束在导光棒3上表面与水的界面上入射点处的折射、反射到全反射再到激光束在导光棒3上下表面以全反射折线传输的全过程，完成全反射临界角与光纤导光原理的动态演示。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。