Устройство для демонстрации законов геометрической и волновой оптики

Устройство для демонстрации законов геометрической и волновой оптики

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к учебным приборам для демонстрации оптических явлений в курсе физики.

Известен «Учебный оптический интерферометр», по патенту РФ №2154307, кл. G09B 23/22, 1998 г., включающий линзу, диафрагмы, зеркало-отражатель, плоскопараллельную пластину, окуляр наблюдателя, в котором в качестве точечного источника света используют отверстие в диафрагме, сквозь которое проходит дозированные лучи света от лампочки. Однако такой источник света не всегда приемлем при демонстрации оптических эффектов в школьном курсе физики в разделе оптика.

Известен «Учебный прибор по оптике», по патенту РФ №2003182, кл. G09B 23/22, 1993 г., содержащий поступательно перемещаемый набор линз, закрепленных по периметру барабана, в центре которого расположен источник света, выполненный в виде вытянутой лампы дневного света, при этом пучок света является довольно обширным.

Известен «Учебный прибор по оптике», по патенту РФ №2112283, кл. G09B 23/22, 1996 г., включающий закрепленный на стержне-стойке держатель с подвижной оправой, на которой выполнена направляющая, в которой устанавливаются перемещаемые дифракционные решетки, экран, линзу, а в качестве осветителя используется либо маломощная лампочка накаливания на 21 Вт, имеющая прямую спиральную нить, заключенная в корпус, либо газовый лазер. Однако такие источники света не обеспечивает получения наглядной и яркой картины дифракционного спектра, а также изучения явления дисперсии света.

Задачей настоящего изобретения является создание устройства для демонстрации законов оптики с универсальным источником света, предназначенного для широкого спектра использования во всех устройствах для демонстрации законов оптики, и позволяющего получить точечный источник света, менять как параметры световой волны, так и режимы цветной линейки.

Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для демонстрации законов геометрической и волновой оптики, характеризующемся тем оно содержит держатели, экран, оптические элементы, источник света, при этом экран выполнен со щелью, а держатели, выполнены L-образной формы, вертикальная часть которых выполнена в виде П-образной рамки с вертикальными стойками, при этом на вертикальных стойках одного держателя закреплен снабженный выключателем полихроматический источник света, выполненный в виде платы, на которой Г-образно расположено пять безкорпусных светодиодов, причем вертикально расположены четыре светодиода, три из которых с узкой спектральной полосой с максимумом излучения в различных областях спектра, и один - с широкой спектральной полосой излучения, а пятый светодиод произвольного спектра излучения расположен горизонтально на одном уровне со светодиодом широкой спектральной полосой излучения, при этом как стойки П-образной рамки, так и основание L-образного держателя снабжены магнитными полосками, а на вертикальных стойках другого держателя расположен оптический элемент, все светодиоды запитаны по единому кабелю со штекерами на концах, при этом плата снабжена выключателем, выполненным с возможностью включения либо всех светодиодов, либо четырех вертикально-расположенных, либо пятого.

На фиг.1 представлен общий вид устройства, на фиг.2 представлена отдельно плата со светодиодами, на фиг.3 представлен разрез по А-А фиг.1, держателя с оптическим элементом, на фиг.4 представлен держатель с закрепленной платой.

Устройство для демонстрации законов геометрической и волновой оптики включает выполненный с вертикальной щелью экран 1, вертикально закрепленный на опоре 2, и два держателя 3, 4. Держатели выполнены L-образной формы, вертикальная часть которой выполнена в виде П-образной рамки с вертикальными стойками 5, 6, а сама П-образная рамка закреплена на опоре 7. Как на вертикальных стойках 5, 6, так и на основании опоры 7 держателей закреплены магнитные полоски 8.

На вертикальных стойках 5, 6 держателя 3 устанавливаются оптические элементы, например либо линза, либо дифракционная решетка и т.д. На фиг.3 показана установка линзы 9, закрепленной в оправе 10, а для надежной фиксации ее на вертикальных стоках 5, 6, к оправе 10 закреплена металлическая шайба 11, которая взаимодействует с магнитными полосками 8 вертикальных стоек, обеспечивая надежное закрепление линзы на вертикальных стойках.

На вертикальных стойках 5, 6 держателя 4 закреплен полихроматический источник света, выполненный в виде платы 12 с выключателем 13. На плате 12 Г-образно расположены пять безкорпусных светодиодов, см. фиг.2. Четыре расположены вертикально, три из них 14, 15, 16 с узкой спектральной полосой с максимум излучения в различных областях спектра, и один 17 - с широкой спектральной полосой излучения, а пятый светодиод 18 произвольного спектра излучения расположен горизонтально на одном уровне со светодиодом 17. Все светодиоды запитаны по единому кабелю, т.е. получают электропитание по одному кабелю со штекерами 19 на концах. Плата снабжена выключателем 13, выполненным с возможностью выключения либо всех светодиодов, либо только вертикально расположенных 14, 15, 16, 17, либо только 18 светодиода. Для удобства использования все светодиоды и выключатель 13 закреплены на плате на разных ее сторонах.

Устройство работает следующим образом.

В соответствии с методикой проведения опытов располагают элементы устройства, как показано на фиг.1, включают полихроматический источник света посредством штекеров и наблюдают либо разложение луча света прошедшего сквозь либо линзу, либо другой оптический элемент, установленный на держателе 3, либо при использовании других оптических элементов, демонстрируются законы геометрической и волновой оптики.

Использование предложенного полихроматического источника света обеспечивает получение направленного точечного луча, а при переключении светодиодов менять параметры световой волны и режимы цветной линейки.

Устройство для демонстрации законов геометрической и волновой оптики, характеризующееся тем, что оно содержит держатели, экран, оптические элементы, источник света, при этом экран выполнен с щелью, а держатели выполнены L-образной формы, вертикальная часть которых выполнена в виде П-образной рамки с вертикальными стойками, при этом на вертикальных стойках одного держателя закреплен снабженный выключателем полихроматический источник света, выполненный в виде платы, на которой Г-образно расположено пять бескорпусных светодиодов, причем вертикально расположены четыре светодиода, три из которых с узкой спектральной полосой с максимумом излучения в различных областях спектра, и один - с широкой спектральной полосой излучения, а пятый светодиод произвольного спектра излучения расположен горизонтально на одном уровне со светодиодом с широкой спектральной полосой излучения, при этом как стойки П-образной рамки, так и основание L-образного держателя снабжены магнитными полосками, а на вертикальных стойках другого держателя расположен оптический элемент, все светодиоды запитаны по единому кабелю со штекерами на концах, при этом плата снабжена выключателем, выполненным с возможностью включения либо всех светодиодов, либо четырех вертикально расположенных, либо пятого.