[发明专利]光反射折射实验仪

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种教学仪器，特别是初中物理用于做光的反射、光的折射的实验仪器。

背景技术

现有初中物理的光反射、折射的实验，及其大量的改型实验，都只能是一个平面内的实验，而要求学生通过实验的探索，得出这样的规律：“反射光线与入射光线、法线在同一平面上”、“折射光线与入射光线、法线在同一平面上”，无法在立体空间内让学生探究，要得出上述结论，显得非常牵强。

发明内容

本发明的目的是：提供一种能在立体空间探索光反射、折射规律的实验仪器。

本发明所采用的技术方案是：一种光反射折射实验仪，其特征在于：它是一个开有孔的透明空心球体；球体表面标注有多个竖直圈，该竖直圈为通过球心的竖直面与球体表面相切而形成的圆圈，多个竖直圈的竖直直径均与空心球体的竖直直径重合；球体表面还标注有多个水平圈，该水平圈为水平面在上下移动的过程中与球体表面相切而形成的的圆圈，该水平圈上标注有指示入射角、反射角、折射角大小的度数。

作为实现本发明基本构思的改进：所述球体由上半球与下半球构成，所述透明球体的孔位于下半球的下部，所述竖直圈的上下部分位于上半球与下半球的外表面上，当上下半球组合成一个球体时，上下半球上的对应竖直圈能够组合成完整的圆圈。

作为实现本发明基本构思的进一步改进：所述竖直圈上着有颜色标记，同一竖直圈为同一颜色，不同竖直圈为不同的颜色。

作为实现本发明基本构思的更进一步改进：所述上半球与下半球之间夹固有支架，所述支架的中部放置有平面镜，所述平面镜反射面上的“十”字线交点与空心球体的球心重合，所述上半球中空内壁的顶部悬挂有指示法线的竖直线。

用法：透明球体上的不同竖直圈用作表示光通过的不同平面，当光线从某条竖直圈射到位于球心的平面镜十字线时，反射光线、及折射光线必定从同一竖直圈(同一平面)的另一侧射出，而不可能从另外的竖直圈(不同平面)上射出。

本发明的有益效果是：竖直圈能以生动直观的立体形式，让学生自己领会“三线共面”的实质内涵，再而不必从老师强行讲解的间接角度，迫使学生想象“三线共面”，有助于学生的理解，水平圈上能读出角度大小，于是本发明成功地使该类实验从验证性实验完美地转变为探究性实验。

附图说明

图1是本发明的立体示意图：

图中：1.光源，2.入射光线，3.竖直线，4.平面镜，5.上半球，6.镜面支架，7.水平圈，8.下半球，9.竖直圈，10.孔，11.胶塞。

具体实施方式

如图1所示，本发明主体为一个透明空心球体，该球体分为上半球(5)与下半球(8)，两半球间的接触处设置有活动式连接装置，如常见的螺丝连接、卡扣式连接、弹簧夹式连接等。上半球(5)的顶部中内固定有指示法线的竖直线(3)，该竖直线(3)的下部设置有重锤配重，以确保竖直线始终保持在竖直状态。下半球(8)上开有供实验用液体及烟雾进入的孔(10)，孔(10)内配有胶塞(11)，该胶塞(11)用于在实验需要时，将液体及烟雾密封于透明球体内。

球体表面标注有多个竖直圈(9)，该竖直圈(9)为通过球心的竖直面与球体表面相切而形成的圆圈，多个竖直圈(9)的竖直直径均与空心球体的竖直直径重合，该竖直圈(9)为判断反射光线、折射光线是否与入射光线、法线在同一平面内提供观察的方便。为使画面简洁，图1中只画出了两条竖直圈(9)。

球体表面还标注有多个水平圈(8)，该水平圈(8)为水平面在上下移动的过程中与球体表面相切而形成的的圆圈，该水平圈(8)上标注有指示入射角、反射角、折射角大小的度数。为使画面简洁，图1中只画出了一条最大的水平圈)。

本发明的透明球体分为上半球(5)与下半球(8)两部分，除加工的方便外，还有利于在上半球与下半球之间夹固镜面支架(6)，该镜面支架的长度略大于球体直径，该镜面支架(6)上表面的中部放置或固定(如粘贴等方式)有平面镜，该平面镜中部标注有十字线，该十字线的交点位于透明球体的球心上。

用法一：用于探究光的反射规律：

(一)、事先准备：

1、组装：需事先将配套的镜面支架(6)、平面镜(4)夹在上半球(5)与下半球(8)之间，再利用两半球间的活动连接装置将两半球连接为一个整体。

2、充入显示光线的介质：点燃蚊香(或香烟等)，将燃着的蚊香头从孔(10)处伸入空心球体内，等球体内烟雾达到一定浓度，可以明显地显示出光线传播路径时，取出蚊香(或香烟)，将孔(10)用胶塞(11)堵住。

(二)、进行实验：