一种探究光反射规律的实验装置的制作方法

1.本实用新型涉及实验装置技术领域，具体为一种探究光反射规律的实验装置。


背景技术：

2.探究反射角和入射角的大小关系是科学教材《光的反射》一节中重要的实验。虽然学生已经认识了光的反射现象，但对于光的反射规律的理解还不太深刻，需要进行几个探究实验。将反射现象中角度的大小关系直观的显示出来，在实验过程中能够让学生准确方便地读出角度的大小，是这堂课的重难点。
3.在课堂中实际操作时，将记录角度的白纸平铺在桌面上，然后使用手固定平面镜，再发射入射光线，将得到的光线轨迹画在白纸上，最后测量角度大小记录实验数据。这个方法往往因为拿有平面镜的手不稳定，容易摇晃，导致每一次的反射现象中法线和入射点的位置不确定，加之描光线路径时学生徒手画容易画歪，导致结果偏差大，角度测量十分不便，往往得不出正确实验结论，给探究实验带来一定困扰，探究活动效果差。


技术实现要素：

4.针对现有技术存在的上述问题，本实用新型提供一种探究光反射规律的实验装置，用于探究反射角和入射角大小关系的实验装置，解决了现有实验操作过程中法线和入射点位置不确定，角度测量不方便等问题。
5.为实现上述发明目的，本实用新型采用的技术方案如下：
6.一种探究光反射规律的实验装置，包括底板和背板，所述背板设置在所述底板上，所述底板上设置有支撑杆，且所述支撑杆可左右偏转，所述背板位于所述支撑杆的后方，所述支撑杆上设置有束光器，所述底板上可拆卸的设置有平面镜，所述背板上设置有角度测量刻度。
7.在其中一个实施例中，所述背板和支撑杆分别垂直的设置在所述底板上，所述束光器发出的光线与所述平面镜的交点和所述角度测量刻度的零点形成一条直线，且该直线垂直于所述背板，所述角度测量刻度的零点的左右两侧分别设置有角度测量刻度，所述角度测量刻度通过胶纸粘贴在所述背板的前表面。
8.在其中一个实施例中，所述支撑杆的侧壁上设置有束光器支架，所述束光器支架上通过铆钉铆接有数个橡皮圈，数个所述橡皮圈的内径分别小于所述束光器的外径。
9.在其中一个实施例中，数个所述橡皮圈纵向的设置在所述支撑杆的侧壁上，且数个所述橡皮圈的圆心位于同一直线上。
10.在其中一个实施例中，数个所述橡皮圈的圆心相互连接形成的线段的长度小于所述束光器的长度。
11.在其中一个实施例中，所述底板上设置有支撑杆安装孔，所述支撑杆安装孔的侧壁上内置有电机，所述电机的主轴贯穿所述支撑杆安装孔的侧壁，所述电机的主轴上沿其轴向方向设置有花键，所述支撑杆下端的侧壁上设置支撑杆偏转孔，所述支撑杆偏转孔的
内壁上设置有键槽，所述支撑杆通过所述支撑杆偏转孔套接在所述电机的主轴上，且所述花键位于所述键槽内部。
12.在其中一个实施例中，还包括电机控制器和遥控控制器，所述电机控制器设置在所述底板的下表面，且与所述电机通过导线电性连接，所述电机控制器接收来自所述遥控控制器的遥控信号，以控制所述电机的启停以及正反转。
13.在其中一个实施例中，所述底板上设置有两条垂直于所述背板的滑槽，所述平面镜卡置在两条所述滑槽之间，且所述平面镜的后边沿设置有缺口，所述缺口的宽度以及所处的位置与所述支撑杆安装孔对应。
14.在其中一个实施例中，两个所述滑槽相对的两个侧壁上分别设置有槽口，所述滑槽的底壁上设置有向上突起的弹片。
15.在其中一个实施例中，所述底板的左边沿和右边沿分别设置有加强板，所述加强板的前端与所述背板连接，所述背板上边沿的两端分别设置有固定孔。
16.与现有技术相比，本实用新型提供的一种探究光反射规律的实验装置，具有以下优点：
17.1、本实用新型提供的一种探究光反射规律的实验装置，将束光器固定在支撑杆上，且支撑杆可通过电机驱动支撑杆左右偏转，不仅实现了入射点的左右偏转，同时利用电机可以随时定位的特性，使得入射点和法线位置不确定的问题得以解决。
18.2、本实用新型提供的一种探究光反射规律的实验装置，将画有角度测量刻度的胶纸固定在背板的前表面上，使得读数不方便、不准确的问题得以解决，大大增强了实验的可视性，并且可以重复进行实验，实验结果稳定。
19.3、本实用新型提供的一种探究光反射规律的实验装置，使用束光器作为实验的光源，从而可以清晰的看到光线轨迹，有利于读取角度大小，为探究反射角和入射角的大小关系提供了有利条件。
附图说明
20.图1为本实用新型的立体结构示意图；
21.图2为本实用新型中底板与支撑杆连接处的局部剖视结构示意图；
22.图3为本实用新型中的滑槽的侧视结构示意图。
具体实施方式
23.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“轴向”、“径向”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
24.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
25.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
26.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
27.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
28.如图1
‑
3所示，为了便于描述，本实用新型中的“上”“下”“左”“右”“前”“后”方位基准以附图1所示的方位为准；
29.一种探究光反射规律的实验装置，包括底板1和背板2，背板2设置在底板1上，底板1上设置有支撑杆4，且支撑杆4可左右偏转，背板2位于支撑杆4的后方，支撑杆4上设置有束光器7，底板1上可拆卸的设置有平面镜11，背板2上设置有角度测量刻度(图中未示出)。
30.在本实施例中，背板2和支撑杆4分别垂直的设置在底板1上，束光器7发出的光线与平面镜11的交点和角度测量刻度的零点形成一条直线，且该直线垂直于背板2，这样从束光器7射出的光线经平面镜11的反射所形成的光传播的路径能够真实、准确的显示在背板2上，同时利用背板2上的角度测量刻度直接读出入射角和反射角的读数；
31.为了方便的直接读出束光器7射出的光线的入射角和反射角，因此在角度测量刻度的零点的左右两侧分别设置有角度测量刻度，角度测量刻度通过胶纸粘贴在背板2的前表面，方便调整角度测量刻度的位置。
32.在本实施例中，支撑杆4的侧壁上设置有束光器支架5，束光器支架5上通过铆钉铆接有两个橡皮圈6，两个橡皮圈6的内径分别小于束光器7的外径，这样可以通过橡皮圈6的松紧特性，直接将束光器7固定在束光器支架5上，也便于束光器7的拆卸，同时，因为橡皮圈6的弹性，所以可以适用不同大小直径的束光器7，大大的提高了本实用新型提供的实验装置的适用性。
33.在本实施例中，两个橡皮圈6纵向的设置在支撑杆4的侧壁上，且两个橡皮圈的圆心位于同一直线上，这样束光器7被上下两个橡皮圈6固定在束光器支架5上时，束光器7与束光器支架5平行，方便控制束光器7发出的光线的角度。
34.在本实施例中，两个橡皮圈6的圆心相互连接形成的线段的长度小于束光器7的长度，这样就能确保两个橡皮圈6均有效的捆绑在束光器7上，避免束光器7出现松动或掉落。
35.在本实施例中，底板1上设置有支撑杆安装孔9，支撑杆安装孔9的侧壁上内置有电机13，电机13的主轴14贯穿支撑杆安装孔9的侧壁，电机13的主轴14上沿其轴向方向设置有花键15，支撑杆4下端的侧壁上设置支撑杆偏转孔，支撑杆偏转孔的内壁上设置有键槽，支撑杆4通过支撑杆偏转孔套接在电机13的主轴14上，且花键15位于支撑杆偏转孔内壁上的键槽内部；电机13通过其主轴14上的花键15配合支撑杆偏转孔内壁上的键槽驱动支撑杆4的旋转，以实现束光器7射出的光线的入射角角度的调整，同时，利用电机13可以随时停止定位的特性，因此，利用本实用新型提供的一种探究光反射规律的实验装置，在实验过程中，每次实验的光源的入射角在电机13不发生旋转的前提下，不会轻易改变，因此便于师生们观察光源的入射角和反射角的角度以及探索相互之间的关系。
36.在本实施例中，为了便于调整束光器7射出的光源的入射角，还设置电机控制器和遥控控制器，电机控制器设置在底板1的下表面，且与电机13通过导线电性连接，电机控制器接收来自遥控控制器的遥控信号，以控制电机13的启停以及正反转，因此，在实验过程中，操作人只需操作遥控控制器上的按钮，即可方便的实现对电机13动作的控制，相应的实现了对束光器7射出的光源的入射角的调整，大大的提高了本实验装置操作的便利性。
37.在本实施例中，底板1上设置有两条垂直于背板2的滑槽12，平面镜11卡置在两条滑槽12之间，这样就实现了平面镜11相对底板1的可拆卸连接，当不需要使用本实用新型提供的实验装置时，可以将平面镜11拆下予以保管，避免平面镜11被损坏的现象发生；
38.平面镜11的后边沿设置有缺口8，缺口8的宽度以及所处的位置与支撑杆安装孔9对应，这样平面镜11就能够滑动至滑槽12后端的端部，这样底板1上被平面镜11覆盖的面积更大，更有利于实验的开展。
39.在本实施例中，两个滑槽12相对的两个侧壁上分别设置有槽口，滑槽12的底壁上设置有向上突起的弹片16，平面镜11卡置在滑槽12的内部，平面镜11在插入的过程中会向下挤压弹片12，因此，当平面镜11安装到位后，弹片12会将平面镜11向上顶紧，防止平面镜11滑出滑槽12而损坏，当需要拆卸平面镜11时，直接将平面镜11从滑槽12中抽出即可，大大的方便了平面镜11的安装和拆卸。
40.在本实施例中，底板1的左边沿和右边沿分别设置有加强板10，加强板10的前端与背板2连接，加强了底板1和背板2之间的连接强度，背板2上边沿的两端分别设置有固定孔3，因此，可以通过固定孔3并配合相应的挂钩，就可以将本实用新型提供的一种探究光反射规律的实验装置安放在黑板上或墙壁上，这样将该实验装置放的更高，便于更多的学生观察实验的进程和结果。
41.本实用新型提供的一种探究光反射规律的实验装置的工作原理如下：
42.在需要探究光的反射角和入射角的大小关系时，首先利用挂钩以及配合背板2上的固定孔3将实验装置挂置在墙上或黑板上，然后将平面镜11卡置在两个滑槽12之间，再将束光器7通过橡皮圈6固定在束光器支架5上，然后将刻画有角度测量刻度的贴纸粘贴在背板2的前表面上，用来观察光的反射角和入射角之间的大小关系的实验现象，待组装固定好实验装置之后，通过遥控控制器控制电机13驱动支撑杆4左右偏转以改变束光器7射出的光的入射角度，同时，利用电机13可以随时停止定位的特性，使每次反射实验中光的入射点和法线位置相同，并且可以重复实现同一操作，实验结果稳定；因为束光器7射出的光线较为集中，亮度较高，并配合背板2上的角度测量刻度，就可以清晰的观察到每次光反射实验中
光的入射角和反射角之间的变化，并能够很好理解和掌握光反射的原理，大大的提高了教学的效果。
43.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
44.以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。