[实用新型]一种能演示光沿非均匀介质传播的物理演示装置

说明书

本实用新型提出了一种能演示光沿非均匀介质传播的物理演示装置，能够清晰、直观的演示光在非均匀介质中的传播情况，包括光源、传输介质、水槽、水泵，所述的传输介质由两种密度不同的无色透明液体混合而成；进行实验演示时，打开光源，将光源置于两液体扩散层附近，即可观察到光沿非均匀介质的传播规律；本实验新型的优势在于：结构简洁，操作方便，其原理简单易懂，利用了不同密度的液体模拟了光在非均匀介质中传播的路径，解决了在中学物理课堂上缺少演示“光在非均匀介质中传播”实验演示仪器的问题。

技术领域

本实用新型属于教学教具领域，涉及一种能演示光沿非均匀介质传播的物理演示装置。

背景技术

光在介质中的传播规律遵循费马原理，如：在均匀介质中，光沿直线传播，在非均匀介质中，光的传播轨迹比较复杂，与非均匀介质的状态有密切关系。光在均匀介质中沿直线传播的规律是非常容易看到的，也是在实验上容易演示的.光在非均匀介质中传播的海市蜃楼和沙漠幻影现象不是经常能够看到的，实验上的演示也不是十分容易。要在实验上演示光在非均匀介质中的传播规律，首先需要产生一个折射率不断变化的区域，且在这个区域内光要有一定的散射，这样才能明显地观察到光的传播规律。

在中学物理课程“光源光的传播”的教学中，通常的解决途径是：提出问题、猜想假设、观察图片资料、得出结论，即让学生或者引导学生得出：“光在不均匀的介质中，传播路径要发生弯曲”的结论，进而得出光沿直线传播的条件是：同种均匀介质。然后老师再列举一些光在不均匀的大气中传播时变弯曲的实例，比如：由于大气层是不均匀的，太阳光在不均匀的大气中穿行时会发生弯曲，所以早上，当太阳还在地平线以下时，我们就看到了太阳；公路上的海市屋楼，夜晚天空中的星星“眨眼睛”等现象。或通过多媒体播放一些相关的图片、动画视频等来帮助学生强化结论。学生记住了，做题也没有问题。但每讲到这里总是把结论强加给学生，让学生被迫接受。当然没有直观的视觉体验，学生在这个环节也兴奋不起来。

针对于上述情况，设计一种能够演示光沿非均匀介质传播的物理演示仪器，是十分有必要的。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种能演示光沿非均匀介质传播的物理演示装置，能够清晰、直观的演示光在非均匀介质中的传播情况。

为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种能演示光沿非均匀介质传播的物理演示装置，包括：光源，用于产生光信号；传输介质，包括折射液以及用于存放折射液的水槽；所述折射液由若干种密度不同的液体组成，所述水槽的一侧沿其高度方向设有数个用于插入光源的光源入口，所述水槽由透明材质制成；其中，所述光源产生光信号，并透过水槽的光源入口进入传输介质，透过水槽即可看到明显光路。

可选地，所述的折射液由两种密度不同的无色透明液体混合而成。

可选地，所述光源入口设置在所述两种液体的分界面处。

可选地，所述的两种液体为清水和食盐水。

可选地，还包括用于从水槽中部和/或底部向水槽内添加液体的水泵，所述的水泵与水槽的中部和/或底部相连接。

可选地，所述的光源为激光笔。

可选地，所述光源入口处设有用于将散射光变为平行光的凸透镜。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型结构简洁，操作方便，其原理简单易懂，利用了不同密度的液体模拟了光在非均匀介质中传播的路径，解决了在中学物理课堂上缺少演示“光在非均匀介质中传播”实验演示仪器的问题。

本实用新型的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本实用新型的实践中得到教导。本实用新型的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。