微小形变演示装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种微小形变演示装置，包括均放置在桌面上的激光发射组件和倾角可调的镜面组件，倾角可调的镜面组件的上表面为镜面；激光发射组件包括底座，底座向上固定连接有竖杆，竖杆上部通过连接杆连接有激光发射器，激光发射器的发射路线倾斜向下且与水平面之间的夹角α大于等于51度；倾角可调的镜面组件的的镜面位于激光发射器的激光发射路线上且该镜面与水平面的夹角小于等于3度。本实用新型专利技术结构简单，便于同学们围观对桌面施压的过程，能够将光点投射在天花板上并调节光点位置，光点非常容易寻找，能够演示出力量越大形变量越大的现象，并且只需要控制好一个镜面的放置位置即可，使用起来非常方便。

Micro Deformation Demonstration Device

【技术实现步骤摘要】
微小形变演示装置
本技术涉及一种用于演示微小形变的实验装置。
技术介绍
物体变形现象在生活中到处都在发生着，比如吹气球时气球发生变形、体积变大；塑料制成的直尺能够弯曲等等。人们往往能够注意到明显的变形现象，但是人们往往注意不到细微的变形，需要实验装置来证明其存在。物体的形变是在力的作用下发生的，证明形变的存在也就证明了力的存在。桌面在受到向下的力的时候，会向下发生微小的弯曲。在中学教材中具有证明桌面向下弯曲的实验，其原理是在桌面上相对放置一对镜子，两面镜子上下高度不同。使用一束光由下向上倾斜照射在较低的一面镜子上，然后调节另一面镜子的位置，使较低镜子的反射光正好照射在较高的镜子上。较高的镜子再把光线反射到教室侧墙上，形成光点。然后对桌面施加向下的力，桌面发生微小的弯曲变形，两面镜子的相对角度发生微小变化，使得侧墙上的光点发生一定位移。两面镜子来回反射光线就延长了光线通过的长度，这样就能够进一步放大光点的位移量。通过观察侧墙上光点的位移，能够验证桌面确实发生了变形。这种实验具有如下不足之处：1、教室侧面具有各种各样的结构或物品，如具有窗玻璃、窗帘、放置有花盆或绿植，放置有打扫卫生用品、墙上贴有标语或画像等等。如果光点落在窗玻璃或画像等结构或物品上，就会给寻找光点增加难度，有时甚至难以找到光点。2、由于光点是照射在侧墙上，因此光线与水平面的夹角较小，光线通过的路径的高度较低，如果同学们围在实验用桌周围（需要看清楚对桌面施压的过程），光点很难避免照射在同学们身上，影响实验的正常进行。因此，在进行实验时，同学们必须让出光线通过的路径，不能随意围在桌子旁边。3、两面镜子的前后位置及高低差距要恰好合适，才能使较低镜子将光线反射在较高镜子上，实验中不仅需要控制好光源，还要反复挪移两面镜子，才能找到合适的位置进行实验，这也给实验增加了难度。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种微小形变演示装置，便于同学们围观对桌面施压的过程，能够将光点投射在天花板上，并且只需要控制好一个镜面的放置位置即可。为实现上述目的，本技术的微小形变演示装置包括均放置在桌面上的激光发射组件和倾角可调的镜面组件，倾角可调的镜面组件的上表面为镜面；激光发射组件包括底座，底座向上固定连接有竖杆，竖杆上部通过连接杆连接有激光发射器，激光发射器的发射路线倾斜向下且与水平面之间的夹角α大于等于51度；倾角可调的镜面组件的的镜面位于激光发射器的激光发射路线上且该镜面与水平面的夹角小于等于3度。还包括有用于增大压强的砝码支撑装置，砝码支撑装置包括方形或圆形的水平板，水平板中心处向下连接有支撑杆，水平板的水平截面的面积大于等于支撑杆的水平截面的面积的20倍。所述倾角可调的镜面组件包括支撑板，支撑板上表面固定连接有所述镜面；所述支撑板和镜面均为方形，支撑板下表面邻近四角处分别设有开口向下的上凹槽，上凹槽内设有支撑球，支撑球与上凹槽的槽壁滑动配合，支撑球的下部向下伸出上凹槽；上凹槽的竖向截面呈底部开口的优弧；各支撑球分别由一个支腿结构支撑；支腿结构包括支撑筒，支撑筒顶端敞口底面为平面，支撑筒内壁螺纹连接有顶杆，顶杆直径大于支撑球的直径，顶杆上表面设有与所述支撑球相适配的下凹槽，下凹槽开口向上且其竖向截面呈顶部开口的劣弧。所述激光发射器发射的激光颜色为红色。本技术具有如下的优点：天花板与桌面间没有遮挡物，因而光点非常容易寻找，激光发射器的发射路线与水平面之间的夹角α大于等于51度，镜面与水平面的夹角小于等于3度，这样可以保证镜面向上反射的激光通过的路线与水平面之间的夹角大于等于45度，这样的角度光线上升很快，桌旁围观的同学们在难以遮挡住激光，从而保证实验顺利进行。镜面与水平面的夹角小于等于3度，是为了调节反射出的激光的角度，在条件允许的情况下可以适当减小激光与水平面之间的夹角，从而延长激光通过的路径，使得天花板上的光点的移动更为明显。砝码支撑装置结构简单，能够稳定支撑砝码。倘若重物与桌面的接触面与桌面的面积相同，那么无论重物有多重，桌面都不会产生形变。相同重量下，重物面积越大，桌面的形变越平缓；由于支撑杆截面面积远小于水平板，因此能够大幅增强砝码对桌面产生的压强，使桌面更容易产生变形，提高桌面的变形程度。采用轻重不同的砝码放在砝码支撑装置，可以观察到天花板上光点的位置随砝码重量的不同而发生变化，从而直观地演示重量与桌面形变量之间的关系，即对桌面施加的力量越大，桌面的形变量也越大。倾角可调的镜面组件结构简单，通过旋转顶杆可以调节顶杆伸出支撑筒的高度，进而调节支撑板和镜面的倾斜角度，最终调节光点在天花板上的位置。红色激光产生的红色光点更便于同学们找到。采用在镜面组件一侧下方垫物品（如书本等）也可以改变镜面的倾斜角度，但这种方式比较粗爆，一方面需要将镜面组件掀起来（掀起来的过程中，天花板上的光点会找不到，甚至天花板上就失去光点），另一方面物品厚度不可微调，造成镜面的倾斜角度不可微调，难以精细化地将光点调节至需要的位置。本技术中，支撑筒内壁和顶杆螺纹连接，因而转动顶杆就可以对顶杆伸出高度和镜面的倾斜角度进行不间断微调（垫物品的方式，垫高的高度取决于物品厚度，无法实现不间断微调），旋转顶杆的过程中天花板上的光点缓慢移动，有利于准确控制光点位置。本技术中，支腿结构能够与支撑板和支撑球相分离，能够减少收纳存放时的体积，十分便于收纳。总之，本技术结构简单，便于同学们围观对桌面施压的过程，能够将光点投射在天花板上并调节光点位置，光点非常容易寻找，能够演示出力量越大形变量越大的现象，并且只需要控制好一个镜面的放置位置即可，使用起来非常方便。附图说明图1是本技术的结构示意图；图2是倾角可调的镜面组件的结构示意图；图3是图2的俯视图；图4是砝码支撑装置的结构示意图。具体实施方式如图1至图4所示，本技术的微小形变演示装置包括均放置在桌面上的激光发射组件和倾角可调的镜面组件1，倾角可调的镜面组件1的上表面为镜面2；图1中标号3所示为垂直于镜面2的直线。激光发射组件包括底座4，底座4向上固定连接有竖杆5，竖杆5上部通过连接杆6连接有激光发射器7，激光发射器7的发射路线倾斜向下且与水平面之间的夹角α大于等于51度；倾角可调的镜面组件1的的镜面2位于激光发射器7的激光发射路线上且该镜面2与水平面的夹角小于等于3度。还包括有用于增大压强的砝码支撑装置8，砝码支撑装置8包括方形或圆形的水平板9，水平板9中心处向下连接有支撑杆10，水平板9的水平截面的面积大于等于支撑杆10的水平截面的面积的20倍。所述倾角可调的镜面组件1包括支撑板11，支撑板11上表面固定连接有所述镜面2；所述支撑板11和镜面2均为方形，支撑板11下表面邻近四角处分别设有开口向下的上凹槽，上凹槽内设有支撑球12，支撑球12与上凹槽的槽壁滑动配合，因而支撑球12能够转动，支撑球12的下部向下伸出上凹槽；上凹槽的竖向截面呈底部开口的优弧；因此上凹槽位于支撑板11下表面的开口小于支撑球12的直径，支撑球12不会向下脱出上凹槽；各支撑球12分别由一个支腿结构支撑；支腿结构包括支撑筒13，支撑筒13顶端敞口底面为平面，支撑筒13内壁螺纹连接有顶杆14，顶杆14直径大于支撑球12的直径，顶杆14上表本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.微小形变演示装置，其特征在于：包括均放置在桌面上的激光发射组件和倾角可调的镜面组件，倾角可调的镜面组件的上表面为镜面；激光发射组件包括底座，底座向上固定连接有竖杆，竖杆上部通过连接杆连接有激光发射器，激光发射器的发射路线倾斜向下且与水平面之间的夹角α大于等于51度；倾角可调的镜面组件的镜面位于激光发射器的激光发射路线上且该镜面与水平面的夹角小于等于3度。

【技术特征摘要】
1.微小形变演示装置，其特征在于：包括均放置在桌面上的激光发射组件和倾角可调的镜面组件，倾角可调的镜面组件的上表面为镜面；激光发射组件包括底座，底座向上固定连接有竖杆，竖杆上部通过连接杆连接有激光发射器，激光发射器的发射路线倾斜向下且与水平面之间的夹角α大于等于51度；倾角可调的镜面组件的镜面位于激光发射器的激光发射路线上且该镜面与水平面的夹角小于等于3度。2.根据权利要求1所述的微小形变演示装置，其特征在于：还包括有用于增大压强的砝码支撑装置，砝码支撑装置包括方形或圆形的水平板，水平板中心处向下连接有支撑杆，水平板的水平截面的面积大于等于支撑杆的水平截面的面积的20倍。3.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：李若畅，
申请(专利权)人：李若畅，
类型：新型
国别省市：河南,41