光纖通信原理演示儀的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種教學(xué)儀器，具體為一種光纖通信原理探究儀。解決現(xiàn)有光纖通信原理儀器不利于學(xué)生理解、掌握相關(guān)知識的問題。包括正面和背面兩部分，正面在底板(光路板)上裝置成凹形的雙層平行平面鏡。其左邊是屏幕部件，由平面鏡和毛玻璃組成。.右邊是平行光源和及旋轉(zhuǎn)手柄組成的的光源組件，.其前面裝置抽拉式光柵.，裝四個遮光抽條。右下方裝置激光小手電和可調(diào)換的彎曲玻璃棒。儀器的背面有玻璃水箱、玻璃水箱左邊裝置固定和活動兩個激光小手電，其光柱始終正對玻璃水箱噴水管口。暗箱的前方裝置觀察口。儀器的下方是底座，內(nèi)置平行光源的電源組件及排水管。演示效果形象直觀、生動有趣，有助于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。
【專利說明】光纖通信原理演示儀
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種教學(xué)儀器，具體為一種光纖通信原理演示儀【背景技術(shù)】
[0002]光纖通信這一高科技術(shù)的廣泛應(yīng)用，將人類帶人信息時代。信息“高速公路”將全世界連成“地球村”。一根頭發(fā)般粗細的玻璃纖維通一億路電話，一根光纜里有五根光導(dǎo)纖維，十億人同時打電話互不干擾。細細的玻璃纖維絲，輸送無數(shù)的圖像、聲音、文字訊號。如此神奇的技術(shù)，其最初發(fā)明卻得益于茶壺倒水的日常生活現(xiàn)象。如何使學(xué)生透徹地理會光纖通信的科學(xué)原理，現(xiàn)有的教學(xué)儀器不能形象地揭示其中的奧秘，影響著物理課教學(xué)質(zhì)量。本發(fā)明巧妙地利用平面鏡“單反射”來生動形象地揭示光導(dǎo)纖維“全反射”的科學(xué)原理。并且能進行光纖通信最初發(fā)明的模擬演示，使學(xué)生從根本上理會光纖通信的原理。激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高物理課教學(xué)質(zhì)量，有很大的實用推廣價值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明為了解決現(xiàn)有的教學(xué)儀器不能使學(xué)生從根本上透徹理會光纖通信科學(xué)原理的問題，提供一種光纖通信原理演示儀。
[0004]本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)的:光纖通信原理演示儀包括底座和底板，底板同時是個光路板，在中間位置的凹形平行槽內(nèi)，嵌入兩行相互平行的平面鏡。平面鏡前方開口處，是顯像屏幕箱，其前面裝置毛玻璃現(xiàn)象屏，箱內(nèi)裝置與底板成45度的平面反光鏡，經(jīng)平行平面鏡多次反射來的光柱，由箱內(nèi)平面鏡反射在前面的毛玻璃上，成為光點，讓學(xué)生觀察。在平行平面鏡的后方開口處，是由平行光源和光源旋轉(zhuǎn)臂組成的光源組件，平行光源筒的前面裝置有抽拉式光柵，拉動其上的四條抽條，在平行平面鏡中的底板上會出現(xiàn)移動的光柱圖像，由于發(fā)亮行平面鏡相互發(fā)反射，光柱在底板上曲折前進，經(jīng)屏幕箱內(nèi)的平面鏡反射于毛玻璃上成像.光源旋轉(zhuǎn)臂的圓心在平行平面鏡的開口處，故無論光源在什么角度，四條光柱都能進入平行平面鏡內(nèi).經(jīng)多次反射，在屏幕上成像.在底板裝置著一個激光小手電，，小手電前置一可調(diào)換的任意彎曲的玻璃棒，嵌亮小手電，玻璃棒通體發(fā)紅.調(diào)換各種形狀的彎曲玻璃棒，實驗效果完全相同。底板背面的設(shè)計雖然很簡單，但卻模擬了光纖通信技術(shù)的發(fā)明起源.一個玻璃水箱，旁邊的中間裝置一個噴水管，噴水管伸進旁邊的暗箱內(nèi)，暗箱前方有觀察口。玻璃水箱，的左邊裝置一固定的激光小手電，水箱上方裝置一活動的激光小手電，其射出的光柱始終對著水箱右面的噴水管口。嵌亮手電，無論小手電在何種角度，學(xué)生都可以從暗箱的觀察口看到紅色的彎曲水柱。形象有趣地模擬了光纖通信技術(shù)的起初發(fā)明一(茶壺倒水，彎曲的水柱發(fā)亮)。
[0005]簡單的設(shè)計，說明高科技的原理，功能性趣味性很強?？杉ぐl(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。而且結(jié)構(gòu)簡單，制作成本低，具有很好的推廣價值和使用價值。
[0006]該儀器可進行以下實驗:
[0007]儀器正面:用平面鏡多次反射(單反射)的設(shè)計來形象直觀地說明光導(dǎo)纖維的全反射的科學(xué)原理。
[0008]儀器背面:用激光柱照射下彎曲水柱發(fā)亮的設(shè)計模擬光纖通信的最初發(fā)明情景。【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為儀器正面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖中:1、儀器標簽；2、底板(光路板)；3、平行光源；4、抽拉式光柵；5、電源線；6、底座(裝置電源組件)；7、激光小手電；8、電源開關(guān)；9、彎曲玻璃棒(可調(diào)換式)；10、雙層平行平面鏡；11、屏幕暗箱；12、毛玻璃顯像屏；13、平面反光鏡(與光路板成45度)；14儀器提手；15、光源旋轉(zhuǎn)臂(裝置于底板背面，圓心在平行平面鏡開口處)
[0011]圖2為儀器背面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖中:1、暗箱；2觀察口 ；3、彎曲水柱；4、噴水管；5、激光小手電光柱；6、水箱；7、固定激光小手電；8、活動激光小手電；9、活動激光小手電導(dǎo)向板；10、儀器提環(huán)；11、放水管和放水閘門。
[0013]具體實施方法
[0014]光纖通信原理演示儀,包括正面和背面兩部分。
[0015]儀器正面的白色底板(光路板)中間，裝置兩行相互平行的平面鏡(10)平面鏡?ο)的左邊裝置屏幕暗箱(I ?其 內(nèi)裝置與底板成45度的平面鏡平面鏡d3:)將由雙層平面鏡
(10)反射來的光柱反射到毛玻璃屏幕上。平面鏡(10)的右邊裝置可活動的光源組件，光源
組件由平行光源P)(由光源和凸透鏡組成)和光源旋轉(zhuǎn)臂(15)組成。在平行光源的前方
裝置有抽拉式光源旋轉(zhuǎn)臂圓心在平行平面鏡(I O)的右邊開口處，使得平行光源射出的光柱無論光源在右邊人員任意角度，都可以射進雙層平面鏡GlO^)中。在底板右下角裝置激光小手電(7)其前面裝置能調(diào)換的彎曲玻璃棒(9")無論調(diào)換什么形狀的彎曲玻璃棒，只有嵌亮激光小手電，玻璃棒都會通體發(fā)亮。
[0016]利用儀器正面可做兩個實驗:即“全反射”和“單反射”實驗。利用單反射的方法來展示光導(dǎo)纖維的全反射功能的科學(xué)原理是本發(fā)明的突出創(chuàng)新點。
[0017]實驗方法:
[0018]1、全反射實驗:將彎曲玻璃棒(奶裝置于激光小手電(67)前，小手電正對玻璃棒一頭，嵌亮小手電，彎曲玻璃棒會通體發(fā)亮，成為紅色。更換不同形狀的彎曲玻璃棒，實驗效果相同。
[0019]2、單反射實驗:一束光線在光導(dǎo)纖維中是如何前進的呢？本儀器巧妙地利用平行平面鏡來展現(xiàn)光導(dǎo)纖維全反射的科學(xué)原理。將平行光源(3)正對平行平面鏡(10，慢慢抽拉光柵第一抽條，光柱沿著光路板徐徐進入平行平面鏡(；10)開始反復(fù)多次的反射，在光路板上呈現(xiàn)出曲折的光路圖像然后射入屏幕箱〔11)內(nèi)平面反光鏡(13)，由平面反光鏡反射到毛玻璃顯像屏上，成為明亮的光點。依次抽拉所有的抽條產(chǎn)生同樣的實驗效果。平行平面鏡ζιο)內(nèi)呈現(xiàn)四條不同的光路曲折線圖像，并在毛玻璃顯像屏上呈現(xiàn)四個明亮的光點。，推動光源旋臂(15)使平行光源(3)轉(zhuǎn)動，則毛玻璃上的光點也上下移動，平行平面鏡內(nèi)的四條曲折光
路線條千變?nèi)f化，很有趣味性。
[0020]光纖通信是怎樣發(fā)明的呢？
[0021]儀器的背面裝置可進行光纖通信最初發(fā)明的模擬實驗。
[0022]儀器的背面裝置包括水箱丨$水箱左邊是固定和活動兩個激光小手電C7)和(8)^、手電的光柱正對水箱右邊的噴水管口(4)噴水管口伸入右邊的暗箱(1)內(nèi)，暗箱前面有觀
察口學(xué)生可從觀察口中看到從噴水管流出的彎曲水柱。水箱下的底座內(nèi)有放水管及閥
門。便于放掉水箱和暗箱內(nèi)的水。 [0023]實驗方法:
[0024]將水箱06}|內(nèi)盛滿水，水從噴水管(4)流入暗箱，形成彎曲水柱。嵌亮固定激光小手
電(67)這時暗箱內(nèi)的彎曲水柱發(fā)亮，通體變紅。之后再嵌亮活動激光小手電改變光柱射入噴水管的角度，會取得同樣的實驗效果。形象直觀地模擬了光纖通信的最初發(fā)明。
【權(quán)利要求】
1.一種光纖通信原理演示儀，包括底座(6)(內(nèi)裝置平行光源的電源組件)，底板(光路板)(:2)正中裝置凹形雙層平行平面鏡(I O)平行平面鏡的前端顯像屏幕箱，屏幕箱內(nèi)有平面鏡(與光路板成45度)(13)和毛玻璃顯示屏幕(12>平行平面鏡的后端裝置平行光源(3〉和光源旋轉(zhuǎn)臂(15>旋轉(zhuǎn)臂裝置于底板(光路板)后面，旋轉(zhuǎn)圓心位于雙層平行平面鏡開口處。平行光源t3)的前面裝置有抽拉式光柵(?光柵有四個遮光抽條。底板右下方裝置激光小手電(67)其前方有可調(diào)換的彎曲玻璃棒.。 一種光纖通信原理演示儀，還包括儀器的背面。背面裝置有水箱C6)=水箱右邊中間裝置噴水管噴水管另一頭伸進它右邊的暗室(I)中，學(xué)生從暗室的觀察口(2)中，可以看到從 噴水管(4)內(nèi)噴出的彎曲水柱(L3)。水箱的左面設(shè)計有固定激光小手電(7):和活動激光小手電(^。兩個激光小手電的光柱(5>始終正對水箱對面的噴水管(4)
【文檔編號】G09B23/22GK103544873SQ201210255905
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2012年7月16日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月16日
【發(fā)明者】郭茂清 申請人:郭茂清