一种用于观察光的传播的教学设备制造技术

本发明专利技术适用于教学用教具设备领域，提供了一种用于观察光的传播的教学设备，所述设备包括：激光光源，用于产生脉冲激光；介质通路，用于使所述激光光源产生的脉冲激光在介质通路内传播；以及成像装置，用于对所述介质通路进行间歇成像进而得到若干成像图像，通过若干成像图像得到脉冲激光在介质通路内的传播轨迹，进而实现对光的传播的观察

【技术实现步骤摘要】
一种用于观察光的传播的教学设备


[0001]本专利技术属于教学用教具设备领域，尤其涉及一种用于观察光的传播的教学设备
。

技术介绍

[0002]基础物理作为一们综合性课程，在目前的大学教育中广泛开展
。
而光学则是大学物理中的一个重要分支，作为基础性知识之一，它对于学生理解和掌握物理学的基本概念
、
原理以及实验方法至关重要
。
学习光学可以帮助学生深入了解光的波粒二象性
、
衍射
、
干涉等现象，以及光与物质相互作用的基本规律
。
[0003]对光的“传播”进行观测是光学教学重点之一
。
通过杨氏双缝干涉实验
、
光电效应实验
、
康普顿散射实验以及光的干涉和干涉条纹实验等，可以较为清楚地了解光的物理学特性
。
上述实验揭示了光是一种电磁波，并且可以用波动理论来解释光的行为
。
[0004]例如，在双缝干涉实验中，通过照射光束通过一对狭缝并观察在屏幕上形成的干涉条纹
。
这些干涉条纹的出现可以用波动理论解释，但当将光源调整为极微弱时，仍然能观察到这些干涉条纹，这表明光也具有粒子性
。
[0005]但光作为一种电磁波，其传输速度极快，而目前主流的光写教学仪器，难以实现在兼具较低的生产采购成本和较为简单的操作需求前提下，实现对于光的传播进行直观的观测
。
因此有必要设计一种对光的传播特性进行直观观测的教学装置以提高学生对于光的传播特性的了解
。

技术实现思路

[0006]本专利技术实施例的目的在于提供一种用于观察光的传播的教学设备，旨在解决目前主流的光学教学仪器，难以实现在兼具较低的生产采购成本和较为简单的操作需求前提下，实现对于光的传播进行直观的观测的问题
。
[0007]本专利技术实施例是这样实现的，提供一种用于观察光的传播的教学设备，所述设备包括：激光光源，用于产生脉冲激光；介质通路，用于使所述激光光源产生的脉冲激光在介质通路内传播；以及成像装置，用于对所述介质通路进行间歇成像进而得到若干成像图像，通过若干成像图像得到脉冲激光在介质通路内的传播轨迹，进而实现对光的传播的观察
。
[0008]本专利技术实施例提供的一种用于观察光的传播的教学设备，能够以较低的生产购置成本，对光的传播特性进行充分生动展示，且无需对复杂光路进行细微调整，观测直观生动，有利于提高学生的学习兴趣，使得物理学教学更加生动有趣
。
附图说明
[0009]图1为本专利技术实施例提供的一种用于观察光的传播的教学设备的立体结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的另一种用于观察光的传播的教学设备的立体结构示意图；
图3为本专利技术实施例提供的一种用于观察光的传播的教学设备的模块连接方式示意图
。
[0010]附图中：
10、
激光光源；
20、
介质通路；
21、
成像平板；
30、
成像装置
。
具体实施方式
[0011]为了使本专利技术的目的
、
技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利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仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术
。
[0012]可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但除非特别说明，这些元件不受这些术语限制
。
这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分
。
举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一装置称为第二装置，且类似地，可将第二模块称为第一模块
。
[0013]以下结合具体实施例对本专利技术的具体实现进行详细描述
。
[0014]在一个实施例中，提供了一种用于观察光的传播的教学设备，所述设备包括：激光光源
10
，用于产生脉冲激光；介质通路
20
，用于使所述激光光源
10
产生的脉冲激光在介质通路
20
内传播；以及成像装置
30
，用于对所述介质通路
20
进行间歇成像进而获取到若干成像图像，通过若干成像图像得到脉冲激光在介质通路
20
内的传播轨迹，进而实现对光的传播的观察
。
[0015]在本申请实施例中，激光具有极高的定向性
、
光源密度等特点，因而光源采用激光，为便于成像，优选地，可采用纳秒级脉冲激光器
。
由激光光源
10
内产生的光线可沿着介质通路
20
传播
。
介质通路
20
可选用与空气的折射率不同的材料制成，例如光纤，玻璃板等，以便于观察和成像
。
成像装置
30
可采用高速相机等成像设备
。
成像装置
30
可对介质通路
20
进行间隔特定时间进行拍照，通过控制成像装置
30
拍摄的间隔和激光光源
10
发射脉冲激光的间隔，可在成像图像中得到光线脉冲的图样，将若干个成像图像依次以时序播放便可得到光的传播的模拟演示和观察
。
[0016]在一个实施例中，如图1所示，提供了一种用于观察光的传播的教学设备立体结构示意图，图中的折线为光线轨迹，图中示出了一种介质通路
20
的结构，该通路由玻璃板以及玻璃板在厚度方向上相对设置的两个反射镜组成，可将脉冲激光射入该介质中，激光在其中多次反射
。
通过成像装置
30
与脉冲发生装置发射时间的配合，便能够观察到光作为一种“波”的波动传播的观测
。
[0017]在一个实施例中，如图2所示，提供了另一种用于观察光的传播的教学设备示意图
。
图中示出了一种介质通路
20
的结构，该通路由光纤构成，光线螺旋形盘绕，成像装置
30
能够对其进行成像，以获得较好的观察效果
。
[0018]本实施例提供的一种用于观察光的传播的教学设备，能够以较低的生产购置成本，对光的特性进行充分生动展示，且无需对复杂光路进行细微调整，利于提高学生的学习兴趣，使得物理学教学更加生动有趣
。
[0019]在一个实施例中，如图2所示，所述介质通路
20
为光纤条带，所述光纤条带的一端与激光光源
10
连接，以使所述脉冲激光射入光纤条带内
。
[0020]在本申请实施例中，介质通路
20
所采用的光纤优选地可采用带有侧光发光功能的
聚合物无包层透明光纤，以便于相机进行成像<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种用于观察光的传播的教学设备，其特征在于，所述设备包括：激光光源，用于产生脉冲激光；介质通路，用于使所述激光光源产生的脉冲激光在介质通路内传播；以及成像装置，用于对所述介质通路进行间歇成像进而获取到若干成像图像，通过若干成像图像得到脉冲激光在介质通路内的传播轨迹，进而实现对光的传播的观察
。2.
根据权利要求1所述的一种用于观察光的传播的教学设备，其特征在于，所述介质通路为光纤条带，所述光纤条带的一端与激光光源连接，以使所述脉冲激光射入光纤条带内
。3.
根据权利要求2所述的一种用于观察光的传播的教学设备，其特征在于，所述光纤条带以螺旋形盘绕并固定于成像平板上，所述成像平板的表面被设置为使照射到成像平板表面的环境光发生漫反射
。4.
根据权利要求1所述的一种用于观察光的传播的教学设备，其特征在于，所述教学设备还包括：时序控制器，所述时序控制器用于控制并协调所述激光光源的发射脉冲激光的时序和所述成像装置进行拍摄的时序
。5.
根据权利要求4所述的一种用于观察光的传播的教学设备，其特征在于，所述成像装置包含有
ICCD
（
Intensified Charge Coupled Device
）以及光学镜头；所述
ICCD
...

【专利技术属性】
技术研发人员：萧汉伟，李东东，蔡工，
申请(专利权)人：中科盛视中山科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：