红外辐射的传播、反射、聚焦综合演示实验仪,涉及一种小型教学演示仪器。解决了在光学或物理课上只能用公式向同学们展现红外辐射的传播、反射、聚焦现象,枯燥乏味且不直观的问题。该综合演示实验仪的第一平行红外发生器(1)焦点处的一号红外光源(9)和半球形红外接收器(2)焦点处的一号温度传感器(11)的连线,第二平行红外发生器(3)焦点处的二号红外光源(27)和抛物面形红外接收器(4)焦点的二号温度传感器(14)的连线,散射红外发生器(5)的三号红外光源(16)和红外接收器(6)的三号温度传感器(19)的连线,三条连线平行、等高。本发明通过测量空间不同点温度值来反映红外辐射的传播、反射、聚焦特性,给人以直观的感觉。
1.红外辐射的传播、反射、聚焦综合演示实验仪,其特征在于,该综合演示实验仪包括:第一平行红外发生器(1)、半球形红外接收器(2)、第二平行红外发生器(3)、抛物面形红外接收器(4)、散射红外发生器(5)、红外接收器(6)、实验平台底座(26);第一平行红外发生器(1)包括:有机玻璃盒(7)、一号反光抛物面(8)和一号红外光源(9);所述一号反光抛物面(8)开口的边缘与有机玻璃盒(7)开口的边缘粘接,一号红外光源(9)位于一号反光抛物面(8)腔内的焦点上,固定在一号反光抛物面(8)的腔壁上;半球形红外接收器(2)包括:反光半球面(10)、一号温度传感器(11)、半球形红外接收器的底座(12);反光半球面(10)开口的边缘与半球形红外接收器的底座(12)相切粘接固定,一号温度传感器(11)位于半球形红外接收器(2)内腔半径的中心处,固定在半球形红外接收器(2)的腔壁上;第一平行红外发生器(1)和半球形红外接收器(2)放置在实验平台底座(26)上;一号红外光源(9)和一号温度传感器(11)距离实验平台底座(26)上表面的高度相等,一号红外光源(9)和一号温度传感器(11)连线的长度为D,D为15cm~25cm;xa0第二平行红外发生器(3)和第一平行红外发生器(1)完全相同,第一平行红外发生器(1)的光源为一号红外光源(9),第二平行红外发生器(3)的光源为二号红外光源(27),第二平行红外发生器(3)的抛物面为二号反光抛物面(30);抛物面形红外接收器(4)包括:三号反光抛物面(13)、二号温度传感器(14)、抛物面形红外接收器的底座(15);三号反光抛物面(13)开口的边缘与抛物面形红外接收器的底座(15)相切粘接固定,二号温度传感器(14)位于三号反光抛物面(13)内的焦点上,固定在三号反光抛物面(13)的腔壁上;第二平行红外发生器(3)和抛物面形红外接收器(4)放置在实验平台底座(26)上;二号红外光源(27)和二号温度传感器(14)以及一号温度传感器(11)距离实验平台底座(26)上表面的高度相等,二号红外光源(27)和二号温度传感器(14)连线的长度为D;一号红外光源(9)和二号红外光源(27)的连线与一号温度传感器(11)和二号温度传感器(14)的连线平行;散射红外发生器(5)和红外接收器(6)放置在实验平台底座(26)上;散射红外发生器(5)包括:一号长方体支架(17)、三号红外光源(16);三号红外光源(16)和一号红外光源(9)以及二号红外光源(27)在同一条直线上;红外接收器(6)包括:二号长方体支架(18),三号温度传感器(19);一号温度传感器(11)、二号温度传感器(14)和三号温度传感器(19)在同一条直线上。
2.xa0根据权利要求1所述的红外辐射的传播、反射、聚焦综合演示实验仪,其特征在于:在所述的实验平台底座(26)上放置一号测温装置,它包括:一号分光计(20)、三角架(21)、四、五、六号温度传感器(22、28、29);三角架(21)粘贴固定在一号分光计(20)上,四、五、六号温度传感器(22、28、29)分别固定在三角架(21)的三个端头,且位于二号红外光源(27)和二号温度传感器(14)的连线上,一号分光计(20)的转轴控制着四、五、六号温度传感器(22、28、29)在这条直线上的移动。
3.xa0根据权利要求1所述的红外辐射的传播、反射、聚焦综合演示实验仪,其特征在于:xa0xa0xa0xa0在所述的实验平台底座(26)上放置二号测温装置,它包括:二号分光计(23)、直角架(24)、七号温度传感器(25);直角架(24)粘贴固定在二号分光计(23)上,七号温度传感器(25)固定在直角架(24)的端头,位于抛物面形红外接收器(4)的焦点截面上,二号分光计(23)控制着七号温度传感器(25)在抛物面形红外接收器(4)焦点的截面上移动。技术领域
本发明是一种可以直观验证红外辐射的传播、反射、聚焦等现象的简单实用的小型教学演示仪器。
背景技术
目前,光学的物理课堂上,老师一般都是利用公式向同学们展现红外辐射的传播、反射、聚焦现象,枯燥乏味且不直观。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是在光学或物理课堂上只能用公式向同学们展现红外辐射的传播、反射、聚焦现象,枯燥乏味且不直观。本发明要解决其技术问题的技术方案:红外辐射的传播、反射、聚焦综合演示实验仪,该综合演示实验仪包括:第一红外发生器、半球形红外接收器、第二平行红外发生器、抛物面形红外接收器、散射红外发生器、红外接收器、实验平台底座。第一平行红外发生器包括:有机玻璃盒、一号反光抛物面和一号红外光源;所述一号反光抛物面开口的边缘与有机玻璃盒开口的边缘粘接,一号红外光源位于一号反光抛物面腔内的焦点上,固定在一号反光抛物面的腔壁上。半球形红外接收器包括:反光半球面、一号温度传感器、半球形红外接收器底座;反光半球面开口的边缘与半球形红外接收器底座相切粘接固定,一号温度传感器位于半球形红外接收器内腔半径的中心处,固定在半球形红外接收器的腔壁上。第一平行红外发生器和半球形红外接收器放置在实验平台底座上;一号红外光源和一号温度传感器距离实验平台底座上表面的高度相等,一号红外光源和一号温度传感器连线的长度为D,D为15cm~25cm。第二平行红外发生器和第一平行红外发生器完全相同。第一平行红外发生器的光源为一号红外光源,第二平行红外发生器的光源为二号红外光源,第二平行红外发生器的抛物面为二号反光抛物面。抛物面形红外接收器包括:三号反光抛物面、二号温度传感器、抛物面形红外接收器底座;三号反光抛物面开口的边缘与抛物面形红外接收器底座相切粘接固定,二号温度传感器位于三号反光抛物面内的焦点上,固定在三号反光抛物面上。第二平行红外发生器和抛物面形红外接收器放置在实验平台底座上;二号红外光源和二号温度传感器以及一号温度传感器距离实验平台底座上表面的高度相等,二号红外光源和二号温度传感器连线的长度为D。一号红外光源和红外光源的连线与一号温度传感器和二号温度传感器的连线平行。散射红外发生器和红外接收器放置在实验平台底座上;散射红外发生器包括:一号长方体支架、三号红外光源;三号红外光源和一号红外光源以及红外光源在同一条直线上;红外接收器包括:二号长方体支架,三号温度传感器;一号温度传感器、二号温度传感器和三号温度传感器在同一条直线上。在所述的实验平台底座上放置一号测温装置,它包括:一号分光计、三角架、四、五、六号温度传感器。三角架粘贴固定在一号分光计上,四、五、六号温度传感器分别固定在三角架的三个端头,且位于二号红外光源和二号温度传感器的连线上,一号分光计的转轴控制着四、五、六号温度传感器在这条直线上的移动。在所述的实验平台底座上放置二号测温装置,它包括:二号分光计、直角架、七号温度传感器;直角架粘贴固定在二号分光计上,七号温度传感器在抛物面形红外接收器的焦点截面上,二号分光计控制着七号温度传感器在抛物面形红外接收器焦点的截面上移动。本发明的有益效果:在光学或物理课堂上为同学们更直观、有趣的展现红外辐射的传播、反射、聚焦现象,使同学们更容易理解。
附图说明
图1红外辐射的传播、反射、聚焦综合演示实验仪的立体图。图2红外辐射的传播、反射、聚焦综合演示实验仪的俯视图。图3图2的A-A剖面图。图4图2的B-B剖面图。图5图2的C-C剖面图。图6添加一号测温装置的红外辐射的传播、反射、聚焦综合演示实验仪的立体图。图7添加一号测温装置的红外辐射的传播、反射、聚焦综合演示实验仪的俯视图。图8图7的D-D剖视图。图9添加二号测温装置的红外辐射的传播、反射、聚焦综合演示实验仪的立体图。图10添加二号测温装置的红外辐射的传播、反射、聚焦综合演示实验仪的俯视图。图11图10的E-E剖视图。图中:第一红外发生器1、半球形红外接收器2、第二平行红外发生器3、抛物面形红外接收器4、散射红外发生器5、空中红外接收器6、实验平台底座26、有机玻璃盒7、一号一号反光抛物面8、一号红外光源9、反光半球面10、一号温度传感器11、半球形红外接收器的底座12、二号红外光源27、反光抛物面13、二号温度传感器14、抛物面形红外接收器的底座15、一号长方体支架17、三号红外光源16、二号长方体支架18、三号温度传感器19、一号分光计20、三角架21、四、五、六号温度传感器22、28、29、二号分光计23、直角架24、七号温度传感器25、二号反光抛物面30
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步详细的说明。红外辐射的传播、反射、聚焦综合演示实验仪,该综合演示实验仪包括:第一红外发生器1、半球形红外接收器2、第二平行红外发生器3、抛物面形红外接收器4、散射红外发生器5、红外接收器6、实验平台底座26。第一平行红外发生器1包括:有机玻璃盒7、一号反光抛物面8和一号红外光源9;所述一号反光抛物面8开口的边缘与有机玻璃盒7开口的边缘粘接,一号红外光源9位于一号反光抛物面8腔内的焦点上,固定在一号反光抛物面8的腔壁上。半球形红外接收器2包括:反光半球面10、一号温度传感器11、半球形红外接收器底座12;反光半球面10开口的边缘与半球形红外接收器底座12相切粘接固定,一号温度传感器11位于半球形红外接收器2内腔半径的中心处,固定在半球形红外接收器2的腔壁上。第一平行红外发生器1和半球形红外接收器2放置在实验平台底座26上;一号红外光源9和一号温度传感器11距离实验平台底座26上表面的高度相等,一号红外光源9和一号温度传感器11连线的长度为D,D为15cm~25cm。第二平行红外发生器3和第一平行红外发生器1完全相同,第一平行红外发生器1的光源为一号红外光源9,第二平行红外发生器3的光源为二号红外光源27,第二平行红外发生器3的抛物面为二号反光抛物面30;抛物面形红外接收器4包括:三号反光抛物面13、二号温度传感器14、抛物面形红外接收器底座15;三号反光抛物面13开口的边缘与抛物面形红外接收器底座15相切粘接固定,二号温度传感器14位于三号反光抛物面13内的焦点上,固定在三号反光抛物面13上。第二平行红外发生器3和抛物面形红外接收器4放置在实验平台底座26上;红外光源27和二号温度传感器14以及一号温度传感器11距离实验平台底座26上表面的高度相等,二号红外光源27和二号温度传感器14连线的长度为D。一号红外光源4和红外光源27的连线与一号温度传感器11和二号温度传感器14的连线平行。散射红外发生器5和红外接收器6放置在实验平台底座26上;散射红外发生器5包括:一号长方体支架17、三号红外光源16;三号红外光源16和一号红外光源9以及红外光源27在同一条直线上;红外接收器6包括:二号长方体支架18,三号温度传感器19;一号温度传感器11、二号温度传感器14和三号温度传感器19在同一条直线上。在所述的实验平台底座26上放置一号测温装置,它包括:一号分光计20、三角架21、四、五、六号温度传感器22、28、29。三角架21粘贴固定在一号分光计20上,四、五、六号温度传感器(22、28、29)分别固定在三角架(21)的三个端头,且位于二号红外光源(27)和二号温度传感器(14)的连线上,一号分光计20的转轴控制着四、五、六号温度传感器22、28、29在这条直线上的移动。在所述的实验平台底座26上放置二号测温装置,它包括:二号分光计23、直角架24、七号温度传感器25;直角架24粘贴固定在二号分光计23上,七号温度传感器25固定在直角架24的端头,位于抛物面形红外接收器4的焦点截面上,二号分光计23控制着七号温度传感器25在抛物面形红外接收器4焦点的截面上移动。一、二、三、四、五、六、七号温度传感器(11、14、19、22、28、29、25)与显示电路连接。一、二、三、四、五、六、七号温度传感器(11、14、19、22、28、29、25)选型相同。一、二、三号红外光源(9、27、16)选型相同。一、二、三号反光抛物面(8、30、13)完全相同,且满足y²=4×x。反光半球面10的内口径和一、二、三号反光抛物面(8、30、13)的内口径相等。一号分光计20型号为DH928二号分光计23型号为DH928演示步骤:(1)(1)同时点亮一、二、三号红外光源(9、27、16),观测与一、二、三温度传感器(11、14、19)连接显示电路中的显示温度的变化,。实验时可以明显看到二号温度传感器(14)连接的电路显示的温度数值明显高于一号温度传感器(11)和三号温度传感器(19)连接的电路显示的温度数值。这组对照实验可以说明红外具有反射现象,并且抛物面和半球均可以对红外进行一定的汇聚作用,而且抛物面的聚焦效果比半球的好。(2)沿着二号红外光源(27)和二号温度传感器(14)的连线缓慢移动抛物面形红外接收器(4),并且保证二号红外光源(27)和二号温度传感器(14)的距离为15cm~25cm,移动的同时观测二号温度传感器(14)连接的电路显示的温度数值,可以观测到显示的温度值基本不随抛物面形红外接收器(4)的移动而变化,此实验可以说明红外是沿直线传播的。(3)把一号测温装置按照权利要求放置在实验平台底座(26)上,滑动一号分光计(20)的把手,观测四、五、六号温度传感器(22、28、29)连接的电路显示的温度数值,此温度值显示的是二号温度传感器(14)和二号红外光源(27)连线上各点的温度值。此实验可以说明红外在抛物面焦点处得到了有效的聚焦现象。(4)把二号测温装置按照权利要求放置在实验平台底座(26)上,滑动二号分光计(23)的把手,观测七号温度传感器(25)连接的电路显示的温度数值,此温度值显示的是二号温度传感器(14)截面上的温度值。此实验进一步说明红外的聚焦现象。此实验总共包括四个步骤,均利用了红外辐射的热效应,证明了红外的直线传播、反射、聚焦物理特性,简单易懂。