[发明专利]非均匀折射率场构建装置及海市蜃景演示装置

说明书

本申请涉及一种非均匀折射率场构建装置及海市蜃景演示装置。所述非均匀折射率场构建装置，包括：承载支架、水槽、温控模块和激光模块。所述水槽设置于所述承载支架。所述温控模块设置于所述承载支架，用于实时监测并调节所述水槽中的水温变化。所述激光模块设置于所述水槽长度方向的一侧，用于发出激光。所述非均匀折射率场构建装置在使用过程中。所述非均匀折射率场构建装置形成之后可以持久的存在一个非均匀折射率场，且所述非均匀折射率场构建装置的可操作性强。所述非均匀折射率场构建装置的结构简单、现象直观，可以作为教学仪器使用。

技术领域

本申请涉及物理科学技术领域，具体涉及到一种非均匀折射率场构建装置及海市蜃景演示装置。

背景技术

在平静的海面或沙漠上方，有时会出现城市建筑、亭台楼阁、山水湖泊等自然景观，这是由于光线在密度分布不均匀的大气中传播时，产生折射或全反射形成的上现蜃景或下现蜃景的海市蜃楼。上现蜃景的出现是由于大气的密度随着高度的增加逐渐减小，折射率也形成了随高度的增加逐渐减小的梯度变化.例如，夏季在平静的海面或湖面上，由于海水的蒸发，距离海面较近的地方大气湿度大，密度也大，折射率也就大，有可能在海面上出现上现蜃景的海市蜃楼。下现蜃景的海市蜃楼恰好相反。

海市蜃楼现象实际上是一种因为光的折射和全反射而形成的自然现象，是地球上物体反射的光经大气折射而形成的虚像。其本质是光线在折射率非均匀分布的介质中传播时，光线发生偏折导致的。

光在非均匀介质中的传输特性，已在大气光学、大气激光通信等大尺度的研究和微小型梯度折射率光学元器件的设计与制造方面得到了广泛应用。因此，研发一款装置简单、现象直观教学仪器有利于激发学生学习兴趣，解释海市蜃楼玄幻奇景有重要的帮助。同时，对于开展科普活动有重要的促进意义。

目前非均匀折射率场的产生主要通过将饱和NaCl溶液与水溶液混合，通过溶液扩散形成的。此类装置形成的折射率场不能持久存在，可操作性、可重复性差。

发明内容

基于此，有必要针对目前非均匀折射率场不能持久存在，可操作性、可重复性差的问题，提供一种易操作的、稳定的非均匀折射率场构建装置及海市蜃景演示装置。

一种非均匀折射率场构建装置，包括：

承载支架；

水槽，设置于所述承载支架；

温控模块，设置于所述承载支架，用于实时监测并调节所述水槽中的水温变化；以及

激光模块，设置于所述水槽长度方向的一侧，用于发出激光。

在一个实施例中，所述温控模块包括：

至少一个制冷模块，设置于所述承载支架；

加热模块，设置于所述承载支架；以及

温控器，与所述制冷模块和所述加热模块电连接，用于当所述制冷模块的温度达到设定值时断开制冷设备的电源，以及当所述加热模块的温度达到设定值时断开加热设备的电源。

在一个实施例中，所述制冷模块包括：

铝板；

铝片，与所述铝板螺孔连接；

半导体制冷片，固定于所述铝板，并且所述半导体制冷片的冷端与所述铝板粘连；以及

U型铜管，固定于所述铝板，并且所述U型铜管与所述半导体制冷片的热端通过导热硅胶连接，所述U型铜管的U型口背离所述半导体制冷片。

在一个实施例中，所述加热模块包括：

热源，设置于所述水槽内；以及

热源温度传感器，设置于所述热源的底部。