一种综合研究光传播规律的教具的制作方法

本实用新型涉及一种能显示光传播规律的光学仪器，特别涉及一种在非暗室环境下能显示光路的光传播规律演示器，尤其是适用于中学物理、中小学科学课堂上关于光的直射、反射和折射传播规律的探究和演示的光学仪器。

背景技术：

光学是自然科学的重要领域，自然科学是一门理论与实验并重的学科，并且科学探究是学生学习科学知识，提高科学能力的重要方式。然而，光的直射、反射、折射传统教具是分开的，各种原因导致教具损坏丢失，不利于系统探究，形成知识体系。加之不是所有学校都具备良好的进行光学实验的条件，导致部分教师上课讲实验或简单演示实验，难以体现学生的主体性，也不能用真实的实验数据说明光的入射角与反射角和折射角之间的关系，使得本来就抽象的光学规律更加晦涩难懂。

光线在正常照明条件下，光路难辨，有的教师为了提高教学效果借助窗帘形成暗室，但即使在黑暗环境，光线也不是很清晰；有的教师借助烟雾教学，这方法有效果但在空旷空间，烟雾很快消散，并导致实验用烟雾长聚室内被学生呼吸，有害健康。

综上所述现有技术的缺陷在于：

1.专用仪器设备价格昂贵难以全面推广或者学校具备数量太少学生没条件亲自参与其中；

2.教室教学条件简陋，光路不清晰，使用烟雾不利学生健康；

3.简陋的教学方式不能直观体现光路角度关系。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的问题是提供一种综合研究光传播规律的教具，它能让光的直射、反射、折射光路传播规律教学脱离实验室、暗室、烟雾条件限制，机械结构代替人工拿持操作增加实验精确性。

为实现上述功能，本实用新型的技术方案为：提供一种综合研究光传播规律的教具，其特点为：光学观察盒、光学观察盒盒盖、底座和激光笔组成一个系统，所述光学观察盒根据不同的光学实验将底部两个圆柱轴选择性楔入底座中形成两个不同轴心的旋转系统；所述激光笔被底座支撑架固定，所发射光源始终正对旋转轴，该旋转轴点即为光的入射点。

进一步的，所述光学观察盒由半圆柱—长方体—半圆柱以及盒盖组成，盒体由透明材质制成；光学观察盒底部有两个圆柱轴，分别位于底部半圆柱盒体圆心位置；其中一个半圆柱盒体的侧面贴有反光镜，另一个侧面不做处理，光线可穿透。

进一步的，所述底座圆管靠外侧有180°半圆导轨，支撑架上为半圆柱开放凹槽。

进一步的，所述的光学观察盒盒盖上有以两端半圆圆心为中心点的角度刻度，每格1°，盖与盒体结合严密，有效阻止液体气体溢出。

本实用新型有益效果

(1)该教具转动系统机械结合严密，转动过程中角度误差小易控制，激光笔发射光源角度控制方便，实验精确性受人工失误影响小。

(2)该教具盒体采用极薄的透明材质，盒体旋转过程中，半圆边缘切线始终与光线垂直，激光笔发射光线入射时始终垂直透过的盒体壁，减少了由盒体壁导致光线折射的系统误差。

(3)该教具使用时盒盖有刻度的一面向下，根据刻度能明显快速的读出光线偏转的角度，并在盒盖另一面上画出对比路径。

(4)该教具盒中可填充液溶胶或气溶胶等胶体物质，光路透过时产生丁达尔效应光路清晰可见，且盒盖能有效阻止填充的物质溢出，环保健康。

附图说明

为了更清晰地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为综合研究光传播规律的教具的等轴视图；

图2为光学观察盒盖的三视图；

图3为综合研究光传播规律的教具的俯视图；

图4为综合研究光传播规律的教具的底部示意图；

图5为综合研究光传播规律的教具的侧视图。

具体实施方式

下面将通过具体实施方式对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述。

本实用新型提供一种综合研究光传播规律的教具，具体结构如图1和图2所示包括：底座1、激光笔2、光学观察盒10和光学观察盒盖11，支撑架直接嵌在底座1上，激光笔2放置支撑架半圆凹槽内，光学观察盒通过圆柱轴6和圆柱轴7与底座1上圆管9契合形成旋转系统。

本实用新型光学观察盒10具体结构如图3所示，由半圆柱12-长方体5-半圆柱3组成，半圆柱盒体3的直径面中心位置贴有反光镜4(也可贴在半圆柱盒体12的直径面中心位置)，底部结构如图4所示，有圆柱轴6和圆柱轴7。

本新型实用底座底部具体结构如图4所示，圆管7周围有一同心半圆导轨8，系统运作时半圆导轨8外径与未楔入圆柱轴6或圆柱轴、7相切。

本新型实用的一种综合研究光传播规律的教具的工作原理如下(以下具体实施方案反光镜均贴在半圆柱盒体3的直径面中心位置)：

当进行光的直射教学时，任选一个旋转系统，并在对应的半圆柱盒体中填充胶体，光学观察盒盒盖11有刻度的一面向下盖，当激光笔2发射光线进入观察盒，半圆柱盒体中的胶体产生丁达尔现象，此时学生或教师在光学观察盒盒盖11上描出光线路径，用直尺与所描线路进行比对，可得光在同一种均匀介质中沿直线传播。

当进行光的反射教学时，光学观察盒10的圆柱轴7楔入底座圆管9中，圆柱轴6与半圆导轨8相切形成一个以圆柱轴7为轴心的旋转系统此旋转系统能够使激光笔2发射光线始终正对半圆柱盒体3圆心也是光学观察盒盒盖11角度刻度中心点，即入射点；使用时先在半圆柱盒3中填充液溶胶或气溶胶等胶体然后盖上光学观察盒盒盖11，当激光笔2发射光线射入半圆柱盒3中的胶体时发生丁达尔效应光路清晰可见，光线也发生反射现象，此时学生或教师在光学观察盒盒盖11上描出光线路径；随后转动光学观察盒10入射光线角度发生改变再次在光学观察盒盖11上描出光线路径，反复转动光学观察盒10盒体描光线路径作对比，最后总结规律清洗教具。

当进行光的折射教学时，光学观察盒10底部的圆柱轴6楔入座圆管9中，圆柱轴7与半圆导轨8相切形成一个以圆柱轴6起为轴心的旋转系统；使用时先在长方体盒5和半圆柱盒12分别中填充烟雾或者液溶胶(两个盒体分别填充不同的介质)，然后盖上光学观察盒盖11，当激光笔2发射光线射入半圆柱盒12中，并经过半圆柱盒12与长方体盒5的界面时，即两种介质的界面，光线发生折射现象。由于半圆柱盒12和长方体盒5中填充的胶体，光线射入后发生丁达尔效应光路清晰可见，此时学生或教师在光学观察盒盒盖11上描出光线路径；随后转动光学观察盒10入射光线角度发生改变再次在光学观察盒盖11上描出光线路径，反复转动光学观察盒10盒体描光线路径，对比入射角和折射角数值，最后总结规律清洗教具。

上面所述的实施例仅仅是本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的构思和范围进行限定，在不脱离本实用新型设计构思的前提下，本领域中普通工程技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变型和改进均应落入本实用新型的保护范围，本实用新型的请求保护的技术内容，已经全部记载在技术要求书中。