本发明专利技术提供一种多重彩虹演示装置。所述多重彩虹演示装置，包括光源，和光源接收器，所述光源接收器包括环形光屏、底座、水滴产生器和支架，所述环形光屏位于底座上，其侧面上有开孔，所述水滴产生器固定于支架上，该水滴产生器的下端伸入到环形光屏内。采用本发明专利技术多重彩虹演示装置，能够简单、方便地演示多重彩虹，易于学生理解。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种物理教学演示教具，具体涉及一种几何光学教学所用多重彩虹演示装置。
技术介绍
彩虹是大自然中经常观察到的景象。教科书对于彩虹的原理少有提及，通常见到的解释仅限于科普层面，即阳光射到空中圆形水珠上，经过折射以及水珠内的一次反射形成彩虹，彩色的形成原因是阳光的色散，虹(主虹)出现在40-42°。如果光线在水珠内反射两次，便形成霓(副虹)，出现在50-53°，所以副虹位置在主虹之外。然而，这样的解释是不 能令人满意的。通过能够演示彩虹产生现象的仪器，就能够很好的帮助学生理解其形成原理。但是，现有的试验仪器，例如人工喷水造成的彩虹在教室内实施很不方便，同时不能够很好的演示多重彩虹。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种多重彩虹演示装置，能够简单、方便地演示多重彩虹，易于学生理解。本专利技术提供一种多重彩虹演示装置，包括光源，其特征在于该多重彩虹演示装置还包括光源接收器，所述光源接收器包括环形光屏、底座、水滴产生器和支架，所述环形光屏位于底座上，其侧面上有开孔，所述水滴产生器固定于支架上，该水滴产生器的下端伸入到环形光屏内。所述环形光屏内侧面上标有角刻度，用于测量出射光的偏向角。所述光源为激光器或激光笔。所述演示装置还包括一个扩束透镜，可以演示完整的亚历山大带。所述多重彩虹演示装置还包括一光源支撑架，用于安放光源。采用本专利技术多重彩虹演示装置，能够简单、方便地演示多重彩虹，易于学生理解多重彩虹形成的原理。附图说明图I是本专利技术的结构简图，其中I一环形光屏，2—底座，3—开孔，4一水滴产生器，5—支架，6—角刻度，7—光源支撑架，8—光源。图2表示彩虹级次与最小偏向角之间的关系。具体实施例方式实施例I本专利技术的具体结构本专利技术提供的多重彩虹演示装置，包括光源8，该多重彩虹演示装置还包括光源接收器，所述光源接收器包括环形光屏I、底座2、水滴产生器3和支架4，所述环形光屏I位于底座2上，其侧面上有开孔3，所述水滴产生器4固定于支架5上，该水滴产生器4的下端伸入到环形光屏I内。环形光屏I中用于测量出射光的偏向角，光源、名可为激光器或激光笔。例如激光器可以采用He-Ne激光器，其激光波长为632. 8nm，功率为5mW。该多重彩虹演示装置还可以包括一个光源支撑架7，用于安放光源8。另外，该多重彩虹演示装置也可以包括一个扩束透镜，用于演示出完整的亚历山大带。使用本专利技术提供的多重彩虹演示装置的具体方法如下 将注射器吸入少量净水固定在支架上，用注射器轻轻推出一个接近于球形的水珠，通过支架调节注射器的水平位置，使水珠处于环形光屏下端面中心的正上方。打开激光器，使入射光经过光屏的开孔水平入射到水珠上。光屏内侧面上标有角刻度，可以用来测量出射光的偏向角。 如果入射光正对水珠的球心，这时的光线以透射为主，偏向角也很小，在水珠正前方、环形光屏的内侧面形成一个亮斑，为0级光，它与彩虹无关。通过支架，稍许调节水珠的水平位置，使得入射光照在水珠略偏一些的位置上，这时可以发现0级光向另一侧移动，直到入射光照到某个位置会发现水珠的后方出现一个明亮的光带，它一端是渐暗的，另一端光强渐增直到一个圆弧状明暗边界，这就是最小偏向角，即彩虹出现的位置。使用适当的注射器针头并调节水珠大小，同时轻微调节水珠的受光位置，可以同时看到多重彩虹。取水的折射率为I. 331，利用(I)和(2)式容易求出各级彩虹的角位置。 Qk - Jttt+ 2i - 2(1:+1) ycsm(- an i)(I)'n I^ — I~ cosi = I.............................................(2) Mk+ 2) 其中，i为水珠外表面的入射角，^■为折射角，9为偏向角(出射光与入射光方向之间的夹角)，k表示反射次数，n表示水的折射率。我们又在实验中测量了前9级彩虹的角度，两者符合很好，见图2。我们将激光器与开孔之间增加扩束透镜，使得入射光照到整个水珠上，这时出现了完整的亚历山大带。权利要求1.一种多重彩虹演示装置，包括光源，其特征在于该多重彩虹演示装置还包括光源接收器，所述光源接收器包括环形光屏、底座、水滴产生器和支架，所述环形光屏位于底座上，其侧面上有开孔，所述水滴产生器固定于支架上，该水滴产生器的下端伸入到环形光屏内。2.根据权利要求I所述多重彩虹演示装置，其特征在于所述环形光屏内侧面上标有角刻度。3.根据权利要求I或2所述多重彩虹演示装置，其特征在于所述光源为激光器或激光笔。4.根据权利要求3所述多重彩虹演示装置，其特征在于所述演示装置还包括一个扩束透镜。5.根据权利要求4所述多重彩虹演示装置，其特征在于所述多重彩虹演示装置还包括一光源支撑架，用于安放光源。全文摘要本专利技术提供一种多重彩虹演示装置。所述多重彩虹演示装置，包括光源，和光源接收器，所述光源接收器包括环形光屏、底座、水滴产生器和支架，所述环形光屏位于底座上，其侧面上有开孔，所述水滴产生器固定于支架上，该水滴产生器的下端伸入到环形光屏内。采用本专利技术多重彩虹演示装置，能够简单、方便地演示多重彩虹，易于学生理解。文档编号G09B23/22GK102637379SQ20121013603公开日2012年8月15日 申请日期2012年5月4日 优先权日2012年5月4日专利技术者周惠君, 王思慧, 王烨飞 申请人:南京大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：周惠君，王烨飞，王思慧，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：
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