[发明专利]可调水流全抛物线光传播演示器

说明书

技术领域

本发明与光的全反射和光纤传光原理教学演示器有关。

背景技术

已有的光的全反射和光纤传光演示器(即光沿水流传播演示器)的储水容器的一侧有水平喷水口，储水容器的相对侧有与喷水口同轴的光入射口，储水容器的水平喷水口出水时，打开光入射口处的手持激光光源，水平喷水口出水形成半抛物线。其缺点在于储水容器与喷水器一体，水流的射角与水压不可调，学生观察的方向也不易调，光在下降的半抛物线水柱中传播时，对于面向演示台的学生的视角是顺光，不便观察。对于演示光纤传光而言，半抛物线水柱的“弯曲性”大不如全抛物线水柱直观、显著。手持激光光源不安全、操作不方便。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单，操作方便和安全，水流的射角与水压可调，水流的形态多样而较稳定，水流的“弯曲性”、“直线性”直观、显著,被约束在水柱中传播的光的“光路”易于观察的可调水流全抛物线光传播演示器。

本发明是这样实现的：

本发明可调水流全抛物线光传播演示器，包括水源、其上固定有光源10的喷水器2、与喷水器连接的支架，喷水器2有封闭箱体6，箱体6有进水管7、喷水管8，箱体6的上壁嵌有透光片9，光源10位于透光片9上与箱体6下壁上的喷水管8同轴，光源10位于箱体上壁的支座中，支座的侧壁12与箱体的上壁垂直，侧壁12上有柄13与支架连接, 水源与喷水器2通过软管连接，进水管或水源出水管有阀门。

有贴有平面镜4的光屏3，

所述光源10为手电筒，所述支座的壁12为与喷水管同轴的半圆柱面，透光片9的直径与半圆柱面的内径或手电筒光头直径相等，壁12的上端为半圆形、下端为全圆环，壁12的上端为半圆形、下端为全圆环，壁12上的柄13位于半圆弧中心并与喷水器的箱体6的长轴垂直。

所述与喷水器2连接的支架为方座支架，方座支架的云台11的立孔与立柱5上下移动配合，云台的水平孔与横杆14转动配合，云台11有紧固螺钉，横杆的夹头与壁12的柄13连接。

光屏3的下端有水槽15、水槽15有引水管16。

所述水源为储水箱1，储水箱1的出水口高于喷水器2的箱体6的上壁的进水管7，两者软管连接。

喷水管8有外螺纹与喷咀配合。

光源10与透光片9之间有幻灯片。

本发明利用光沿水流传播的实验在教学中验证光的全反射并说明光纤的原理。

本发明三部分组成：1、由储水桶，利用其水压为喷水器供水；2、其上固定有光源(电筒)的喷水器。它的入水口通过软管与储水桶下方阀门连接。水流经过喷口形成通光的水柱。喷水器可通过方座支架的云台在水平面和竖直面内转动，转动喷水器并调节储水桶下方阀门可呈现出不同射角与不同弯曲度的柱状水流。3、贴有平面镜的白色光屏。将平面镜钭切入通光水柱并适当转动，平面镜产生镜面反射，可让面向演示台的学生在平面镜中观察到光的通路；将光屏3的塑料框平面 定义为白色光屏，将白色光屏钭切入通光水柱，可让不同方位的学生观察到光斑（水柱内的光射到白色光屏上产生漫反射）。

与以往的同类实验装置相比较，本发明的优点如下：

一、将喷水器与储水容器分离，喷水器可用软管与储水桶或自来水管连接，操作方便。

二、将安全光源固定在喷水器上，操作方便，不用激光做光源，更安全。

三、本发明水流的射角与水压可调，水流的形态多样而较稳定，水流的“弯曲性”、“直线性”直观、显著,被约束在水柱中传播的光的“光路”易于观察的可调水流全抛物线光传播演示器。可调节水流的射角与水压以形成直线、平抛、钭抛等不同形状的导光水流。特别是大仰角钭抛导光水流的弯曲程度较之其他同类实验显著得多，甚至于裸眼也可观察到光被约束在水流中。

四、以平面镜作光屏的大部分，平面镜钭切入通光水流时，平面镜的镜面反射使得面向演示台的学生从平面镜中观察导光水流从顶点下降一段的光路时更容易，光全反射现象也更明显。

五、喷水管8有外螺纹与各种形状的喷咀配合，改变喷水形状。

六、光源10与透光片9之间插有幻灯片。

附图说明

图1为本发明结构图。

图2为本发明水流柱呈全抛物线图。

图3为喷水器结构图。

图4为图3的俯视图（无光源）。

具体实施方式