光的折射分解试验演示箱制造技术

本实用新型专利技术提供一种光的折射分解试验演示箱，包括演示箱箱体，演示箱箱体的一侧箱板内壁固定安装四色LED光源，四色LED光源包括圆形铝基板、以及以铝基板圆心为中心点，呈正方形布置于铝基板上的红光灯珠、绿光灯珠、蓝光灯珠和白光灯珠；在四色LED光源前面固定装配聚光罩，在聚光罩前面，依次固定设置第1单缝片、第2单缝片、V型三棱镜限位槽和成像屏；其中，V型三棱镜限位槽上可装卸式安装三棱镜。优点为：1、四色光源在三棱镜上入射角度、位置完全一致，从而清晰对比出不同颜色光的折射角大小；2、实验过程不需调试，实验结果量化精确定位，复现性好，可以多次复现；3、演示箱遮光设计，避免外界光照影响，保证清晰观察效果。

【技术实现步骤摘要】
光的折射分解试验演示箱
本技术涉及一种教学用具，具体涉及一种光的折射分解试验演示箱。
技术介绍
光的折射规律是几何光学的基本规律，是解释生活中折射现象的主要依据，光的折射规律的探究过程，能够很好地培养学生的科学探究能力。为使学生准确理解光的折射现象和规律，在教学中需要进行光的折射演示实验。目前，教师在进行光学折射演示试验时，当需要使学生理解不同颜色光的折射角的区别时，例如，当需要比较红光和蓝光折射角区别时，只能首先在一个位置安装红光光源，并在成像屏上标注其对应的折射角；然后，再在同一个位置安装蓝光光源，并在成像屏上标注其对应的折射角。由此观察两种不同颜色光的折射角的区别。上述方式存在以下问题：需要精确的将红光光源和蓝光光源放置于同一个位置，从而保证红光和蓝光具有相同的入射角，然而，在实际操作时易带来误差，从而影响成像效果。另外，采用现有的光学折射演示试验装置时，还存在以下问题：易受外界光照影响，导致折射光线较弱，影响演示效果；为了提高折射现象观察效果，需要教师多次调试，例如，调整相关部件之间的距离等，具有调试时间长的问题。
技术实现思路
针对现有技术存在的缺陷，本技术提供一种光的折射分解试验演示箱，可有效解决上述问题。本技术采用的技术方案如下：本技术提供一种光的折射分解试验演示箱，包括演示箱箱体(1)，所述演示箱箱体(1)的一侧箱板内壁固定安装四色LED光源(2)，所述四色LED光源(2)包括圆形铝基板(2.1)、以及以圆形铝基板中心O为中心点，呈正方形布置于所述基板(2.1)上的红光灯珠、绿光灯珠、蓝光灯珠和白光灯珠；在所述四色LED光源(2)的前面固定装配聚光罩(3)，在所述聚光罩(3)的前面，依次固定设置第1单缝片(4)、第2单缝片(5)、V型三棱镜限位槽(6)和成像屏(7)；其中，所述V型三棱镜限位槽(6)上可装卸式安装三棱镜(8)。优选的，所述演示箱箱体(1)采用遮光材料制作。优选的，所述成像屏(7)采用半透明板，嵌装于所述演示箱箱体(1)的另一侧箱板。优选的，所述成像屏(7)的表面设置有刻度线。优选的，所述基板中心O、所述第1单缝片(4)的狭缝中心点、所述第2单缝片(5)的狭缝中心点和所述三棱镜(8)的中心点等高度设置；所述成像屏(7)的下方与所述三棱镜(8)的中心点等高度设置。优选的，所述演示箱箱体(1)具有可打开的箱侧板(1.1)。优选的，所述四色LED光源(2)还连接有供电电源以及切换开关；所述四色LED光源(2)的红光灯珠、绿光灯珠、蓝光灯珠和白光灯珠并联连接后，一端连接到供电电源的负极，另一端通过所述切换开关连接到所述供电电源的正极。本技术提供的光的折射分解试验演示箱具有以下优点：1、四色光源在三棱镜上入射角度位置完全一致，从而清晰对比出不同颜色光的折射角大小；2、实验过程不需调试，实验结果量化精确定位，复现性好，可以多次复现；3、演示箱遮光设计，避免外界光照影响，保证清晰观察效果；附图说明图1为本技术提供的光的折射分解试验演示箱在箱侧板打开状态时的示意图；图2为本技术提供的光的折射分解试验演示箱在箱侧板关闭状态时的示意图；图3为本技术提供的光的折射分解试验演示箱内的光路传播示意图；图4为本技术提供的四色LED光源切换原理图。具体实施方式为了使本技术所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。本技术提供一种光的折射分解试验演示箱，用于教学中光的折射分解试验演示，参考图1，为演示箱的箱侧板打开时的示意图；参考图2，为演示箱的箱侧板闭合时的示意图；参考图3，为原理图，包括演示箱箱体1，演示箱箱体1采用遮光材料制作，避免外界光照影响，保证清晰观察效果；演示箱密封遮光设计，保证了入射光线的纯粹，同时也为更好的成像效果提供了可能。演示箱箱体1具有可打开的箱侧板1.1，箱侧板可打开的作用为：更容易向学生们展示，也有利于人工取放三棱镜。演示箱箱体1的一侧箱板内壁固定安装四色LED光源2，四色LED光源2包括圆形铝基板2.1、以及以铝基板圆心为中心点，呈正方形布置于铝基板2.1上的红光灯珠、绿光灯珠、蓝光灯珠和白光灯珠。基板采用铝基板，散热性能好。各色灯珠参数具体如下：红光灯珠：620-630nm；绿光灯珠：520-535nm；蓝光灯珠：450-465nm；白光灯珠：6000-6500k。灯珠整体直径5毫米；各色灯珠中心偏差不超过2毫米。本申请中，四色灯珠各布置于正方形的四个顶点位置，当四色灯珠朝向正方形中心点所在轴线发射光线时，可保证四色光线与轴线的夹角相等。参考图4，为四色LED光源切换原理图，四色LED光源2还连接有供电电源以及切换开关；四色LED光源2的红光灯珠、绿光灯珠、蓝光灯珠和白光灯珠并联连接后，一端连接到供电电源的负极，另一端通过切换开关连接到供电电源的正极。因此，通过切换开关，可实现一键切换到所需颜色灯珠的效果。本申请中，使用四色LED灯珠作为光源，避免选用单色激光对学生眼睛直射的风险；也可以更加节约费用。在四色LED光源2的前面固定装配聚光罩3，LED透镜形成的聚光罩，最大限度的将发射光聚合成发射角度5度左右的光柱；保证光线足够亮；在聚光罩3的前面，依次固定设置第1单缝片4、第2单缝片5、V型三棱镜限位槽6和成像屏7；其中，V型三棱镜限位槽6上可装卸式安装三棱镜8。通过设置两个单缝片，提供连续两条平行狭缝，光柱连续通过两条狭缝后，根据两点确定一条直线原理，光线角度和位置已经确定。其中，采用V型三棱镜限位槽，确保三棱镜放置后，四色光源在三棱镜上入射角度、位置完全一致，使最终成像位置固定，实验复现性良好。成像屏7采用半透明板，嵌装于演示箱箱体1的另一侧箱板。采用半透式成像屏，使观察位置从屏前改为屏后，扩大了观察范围，同时也为演示箱密封遮光提供了可能。另外，成像屏7的表面设置有刻度线，方便学生精确记录每次折射实现时在成像屏上的成像位置，进而方便对多次试验结果进行分析对比。另外，基板中心O、第1单缝片4的狭缝中心点、第2单缝片5的狭缝中心点、三棱镜8的中心点等高度设置，可确保光线强度。因为棱镜会造成光线折射偏上，因此，成像屏7的下方与三棱镜8的中心点等高度设置，以利于观测。本技术中，四色LED光源、聚光罩、V型三棱镜限位槽和成像屏均固定安装于箱体内部，其位置固定不可调，并且，各部件之间的距离和安装高度等参数是在演示箱生产时已调试完成的最佳参数，所以，教师在使用演示箱进行演示试验时，不需要调试各部件之间的距离和安装高度，即可保证折射效果，具有使用方便的优点。本技术提供的一种光的折射分解试验演示箱，其制作过程如下：第一步：确定四色LED光源、聚光罩、第1单缝片4和第2单缝片5的位置和高度。通过控制按键，选择相应颜色的光源；光线经过聚光罩聚光后，使用两个单缝片过滤，确保透过的光线角度一致。第二步：制作V型三棱镜限位槽，并确定V型三棱镜限位槽的位置制作V型三棱镜限位槽，V型三棱镜限位槽和三棱镜贴合紧密，以保证三棱镜只要放置在限位槽内，入射光的角度和位置都是唯一的，并调试入射角度，使最终成像效本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光的折射分解试验演示箱，其特征在于，包括演示箱箱体(1)，所述演示箱箱体(1)的一侧箱板内壁固定安装四色LED光源(2)，所述四色LED光源(2)包括圆形铝基板(2.1)、以及以圆形铝基板中心O为中心点，呈正方形布置于所述基板(2.1)上的红光灯珠、绿光灯珠、蓝光灯珠和白光灯珠；在所述四色LED光源(2)的前面固定装配聚光罩(3)，在所述聚光罩(3)的前面，依次固定设置第1单缝片(4)、第2单缝片(5)、V型三棱镜限位槽(6)和成像屏(7)；其中，所述V型三棱镜限位槽(6)上可装卸式安装三棱镜(8)。

【技术特征摘要】
1.一种光的折射分解试验演示箱，其特征在于，包括演示箱箱体(1)，所述演示箱箱体(1)的一侧箱板内壁固定安装四色LED光源(2)，所述四色LED光源(2)包括圆形铝基板(2.1)、以及以圆形铝基板中心O为中心点，呈正方形布置于所述基板(2.1)上的红光灯珠、绿光灯珠、蓝光灯珠和白光灯珠；在所述四色LED光源(2)的前面固定装配聚光罩(3)，在所述聚光罩(3)的前面，依次固定设置第1单缝片(4)、第2单缝片(5)、V型三棱镜限位槽(6)和成像屏(7)；其中，所述V型三棱镜限位槽(6)上可装卸式安装三棱镜(8)。2.根据权利要求1所述的光的折射分解试验演示箱，其特征在于，所述演示箱箱体(1)采用遮光材料制作。3.根据权利要求1所述的光的折射分解试验演示箱，其特征在于，所述成像屏(7)采用半透明板，嵌装于所述演示箱箱体(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨欣怡，逯文翰，李天乐，
申请(专利权)人：杨欣怡，逯文翰，李天乐，
类型：新型
国别省市：北京,11