一种虹与霓的再现装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种虹与霓的再现装置，涉及物理实验技术领域，包括底座，所述底座上方固定安装有第一电机，所述第一电机输出端固定安装转轴，所述转轴上方固定安装第一托盘，所述第一托盘上方固定安装球形座，所述球形座中部位置镶嵌玻璃球，所述转轴外侧固定连接悬臂支架，所述悬臂支架另一侧固定安装第二电机，所述第二电机输出端固定安装第二托盘，所述第二托盘上方可拆卸安装点光源，所述第二托盘中部位置设有孔径光阑，所述第二托盘右侧位置设有凸透镜，本实用新型专利技术解决了现有虹与霓制造技术不完善导致的实际物理教学中效果不佳的技术问题

【技术实现步骤摘要】
一种虹与霓的再现装置


[0001]本技术属于物理实验领域，具体涉及一种虹与霓的再现装置
。

技术介绍

[0002]虹的形成，缘于雨滴对阳光的折射和反射，雨滴形状大多近似于球形，光经另一侧内反射后，光线从同一侧面折射出来，从而观察到虹
。
最容易被观察到的彩虹是经过水滴一次内反射后形成的，其观察角往往在与水平面成
α
＝
42
°
角处
(
即彩虹形成的观察最大角度
)
，当光线从雨滴下半部入射的光，经过第一次折射产生的色散，又经过两次反射
、
一次折射形成了霓
。
虹长波在上短波在下，即红色在上紫色在下；霓则短波在上长波在下，即紫色在上红色在下，虹的仰角比霓的仰角小一些，所以会看到里圈为虹外圈为霓
。
[0003]由于现阶段关于虹与霓形成装置并不成熟，且现有教学器具并不完善，在实际教学过程中无法起到辅助作用，以至教学效果不佳
。

技术实现思路

[0004]本实用提供了一种虹与霓的再现装置，用以解决现有虹与霓制造技术不完善导致的实际物理教学中效果不佳的技术问题
。
[0005]为解决上述技术问题，本技术提供的一种虹与霓的再现装置，包括底座，所述底座上方固定安装有第一电机，所述第一电机输出端固定安装转轴，所述转轴上方固定安装第一托盘，所述第一托盘上方固定安装球形座，所述球形座中部位置镶嵌玻璃球，所述转轴外侧固定连接悬臂支架，所述悬臂支架另一侧固定安装第二电机，所述第二电机输出端固定安装第二托盘，所述第二托盘上方可拆卸安装点光源，所述第二托盘中部位置设有孔径光阑，所述第二托盘右侧位置设有凸透镜
。
[0006]优选的，所述第二托盘左侧位置固定安装螺口座，所述螺口座与点光源啮合，所述螺口座为
E27
螺口座
。
[0007]优选的，所述孔径光阑的小孔与凸透镜的光心的连线水平，即所述孔径光阑的小孔
、
凸透镜的光心与玻璃球的球心位于同一水平面上
。
[0008]优选的，所述第一电机和第二电机均通过
Arduino
串口监视器电性连接计算机
。
[0009]本技术相比现有技术具有以下优点：
[0010]1、
本技术的一种虹与霓的再现装置，操作简单，装置结构紧凑，实验现象完整，使学生更易掌握知识
。
[0011]2、
本技术的一种虹与霓的再现装置，创新性地加入了
Arduino
控制的第一电机和第二电机，可以实时
、
精确地控制入射角度，使实验变得既简单又获得了较高的精度
。
[0012]3、
本技术的一种虹与霓的再现装置，点光源可拆卸，可更换不同的点光源，在点光源的选择多样化，还可以设置多个变量，探究影响虹与霓形成的因素及其特性
。
附图说明
[0013]图1为本技术一种虹与霓的再现装置的结构图；
[0014]图2为本技术一种虹与霓的再现装置中的光路结构图；
[0015]图3为本技术一种虹与霓的再现装置中玻璃球的内部光路结构图；
[0016]图4为本技术一种虹与霓的再现装置中的俯视结构图；
[0017]图中标号：
1、
底座；
2、
第一电机；
3、
转轴；
4、
第一托盘；
5、
球形座；
6、
玻璃球；
7、
悬臂支架；
8、
第二电机；
9、
第二托盘；
10、
螺口座；
11、
点光源；
12、
孔径光阑；
13、
凸透镜
。
具体实施方式
[0018]请参阅图1‑4，本技术提供一种技术方案：一种虹与霓的再现装置，包括底座1，底座1上方固定安装有第一电机2，第一电机2输出端固定安装转轴3，转轴3上方固定安装第一托盘4，第一托盘4上方固定安装球形座5，球形座5中部位置镶嵌玻璃球6，转轴3外侧固定连接悬臂支架7，悬臂支架7另一侧固定安装第二电机8，第二电机8输出端固定安装第二托盘9，第二托盘9上方可拆卸安装点光源
11
，第二托盘9中部位置设有孔径光阑
12
，第二托盘9右侧位置设有凸透镜
13。
[0019]进一步的，第二托盘9左侧位置固定安装螺口座
10
，螺口座
10
与点光源
11
啮合，螺口座
10
为
E27
螺口座
10。
[0020]进一步的，孔径光阑
12
的小孔与凸透镜
13
的光心的连线水平，即孔径光阑
12
的小孔
、
凸透镜
13
的光心与玻璃球6的球心位于同一水平面上
。
[0021]进一步的，第一电机2和第二电机8均通过
Arduino
串口监视器电性连接计算机
。
[0022]在本实施方式中，
Arduino
串口监视器为本
内常见技术手段，故对其型号不做限定
。
[0023]在本实施方式中，转轴3安装在第一托盘4下方，由
Arduino
控制第一电机2控制其转动角度，第一托盘4上方固定一玻璃球6，悬臂支架7另一端与点光源
11
相连，点光源
11
前置一孔径光阑
12
，孔径光阑
12
前置一凸透镜
13
；
[0024]孔径光阑
12
的小孔与凸透镜
13
的光心玻璃球6的连线水平，且与水平面的大圆上，即孔径光阑
12
的小孔
、
凸透镜
13
的光心与玻璃球6的球心位于同一水平面上；
[0025]由点光源
11
发出的光束经过孔径光阑
12
后经凸透镜
13
汇聚为平行光，为使该平行光始终水平入射进入玻璃球6，在孔径光阑
12
和凸透镜
13
下设第二电机8控制平行光始终与光轴平行；
[0026]点光源
11
的螺口座
10
为
E27
螺口的灯座，可换装各类不同的光源作为实验变量；
[0027]转轴3安装在第一托盘4圆心位置的下表面上，并与伺服电机相连，其转动的角度均由电脑中
Arduino IDE
控制；所有数值均可以在
Arduino
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种虹与霓的再现装置，包括底座
(1)
，其特征在于：所述底座
(1)
上方固定安装有第一电机
(2)
，所述第一电机
(2)
输出端固定安装转轴
(3)
，所述转轴
(3)
上方固定安装第一托盘
(4)
，所述第一托盘
(4)
上方固定安装球形座
(5)
，所述球形座
(5)
中部位置镶嵌玻璃球
(6)
，所述转轴
(3)
外侧固定连接悬臂支架
(7)
，所述悬臂支架
(7)
另一侧固定安装第二电机
(8)
，所述第二电机
(8)
输出端固定安装第二托盘
(9)
，所述第二托盘
(9)
上方可拆卸安装点光源
(11)
，所述第二托盘
(9)
中部位置设有孔径光阑
(12)
，所述第二托盘

【专利技术属性】
技术研发人员：高小婷，乔瑞瑞，周奕江，白庆豪，苏悦涵，
申请(专利权)人：大连工业大学，
类型：新型
国别省市：