[发明专利]一种实现水母状像集合的辐射与收缩动态像方法

说明书

一种实现水母状像集合的辐射与收缩动态像方法，两个等大小的长条形平面镜分别固定在可以活动的合页两个页上，弹性带能够控制两平面镜之间的夹角大小及两平面镜在空间的整体位置，半圆仪垂直交线延长线固定在水平平板上；涡流环自动形成器固定在水平平板上，涡流环自动形成器中的涡流环的运动方向在两个长条形平面镜之间夹角的等分面延长面上，照明灯固定在水平平板上，实现了在弹性带控制两个平面镜之间不同夹角及空间位置，由非电力长时间产生运动方向交替改变的水母状涡流环运动来研究成像辐射与收缩运动规律的方法，构思巧妙，制作极其简易，效果明显，可推广到大中学校与科技馆。

技术领域

本专利涉及演示一种运动水母状物在变夹角的平面镜成像，形成的辐射扩散与收缩动态像，属于物理实验领域。

背景技术

在几何光学中，成像是教学学中的重要内容之一，它的应用比较广泛，从物理实验到科技教育及玩具领域，如两平面镜(一个为半透膜镜)平行演示窥视无穷，三棱柱分布演示万花筒等，为了使学生对平面镜成像的理解增大趣味性，人们设计的万花筒，就非常受欢迎，现有技术的万花筒图像静态、或者转动镜筒、或者人为的将成像的物体由电动机转动、或者晃动，等，这些镜面之间的夹角是固定的，不能在一个装置中看到镜面不同夹角的图像进行比对，就其动态表现的物理内容也不够深刻，缺乏新颖性与创造性，如何实现变角度(变夹角)的平面镜成像，且动态的物不是依靠电动、手动等人为驱动，又能持续较长时间的动态辐射与收缩交替变化的成像图像，如何实现构思巧妙、简单易行、成本低、便于学生探索研究的综合性新实验，本专利就要解决这一问题。本专利是在国家自然基金项目(项目号：11805107，11405092)、黑龙江省省属高等学校基本业务费科研项目(项目号：135209251)及黑龙江省高等学校教改与应用项目(项目号：SJGY20170385)的支持下完成的。

发明内容

本专利是解决一种比较深刻地演示两平面镜成像的一些动态特征的物理演示实验方法，着重解决弹性带控制两个平面镜之间不同夹角及空间位置、非电力长时间产生运动方向交替改变的涡流环(水母状)运动对成像影响的方法。

本专利技术方案：一种实现水母状像集合的辐射与收缩动态像方法，主要由水平平板、中心凹槽、照明灯、涡流环自动形成器、涡流环、平面镜、弹性带、合页、半圆仪、观察孔构成，其特征是：两个等大小的长条形平面镜分别固定在可以活动的合页两个页上(反光面相对，两个长条形平面镜间的夹角可以变化范围在0到180度角)，水平平板上中心轴处有中心凹槽，平面镜上的合页轴处于中心凹槽中【限制两平面镜顶角(顶边)的位置】；一条弹性带绕两个长条形平面镜边缘，将弹性带拉伸(拉紧)后两端固定在水平平板上；弹性带能够控制两平面镜之间的夹角大小及两平面镜在空间的整体位置，具体做法：把弹性带拉起不与两平面镜接触，调整两平面镜之间的夹角及两平面镜的对角线在竖直位置，然后再释放弹性带，弹性带与两平面镜接触，这样就把两平面镜之间的夹角及在空间的位置就确定了；所述两个长条形平面镜边缘倒角处理，防止切断弹性带，所述弹性带是弹性系数较大的弹性带，弹性带表面有等间距凹槽，凹槽的宽度等于平面镜的厚度，弹性带的凹槽朝向平面镜与平面镜边缘接触(增大与弹性带的摩擦)；带有观察孔的半圆仪(量角仪)底边中点与两个长条形平面镜的反光面的交线延长线重合，且半圆仪垂直交线延长线固定在水平平板上；涡流环自动形成器固定在水平平板上，涡流环自动形成器中的涡流环的运动方向在两个长条形平面镜之间夹角的等分面延长面上(确保通过半圆仪的观察孔能够观察到涡流环的像)；照明灯固定在水平平板上。

如附图1成像规律原理图，根据镜面成像规律，研究物体由t时刻S1位置运动到t+Δt时刻S2位置，对镜面BO成像对应第一次成像S1(BO)位置运动到S2(BO)位置，再以镜面OA第二次成像对应S1(BO-OA)位置运动到S2(BO-OA)位置，依次成像，这样就能在观察口看到大量物体由中心向外运动的视觉图像，同理，物体由S2运动到S1，多次成像就能在观察口看到大量物体由外向中心运动的视觉图像。