一種利用光盤成像彩虹的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種光學(xué)成像裝置，尤其是一種可見(jiàn)度大、成功率高，便于課堂演 示，有助于學(xué)生對(duì)光學(xué)知識(shí)有更深的理解的彩虹成像裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 人們常常在雨后見(jiàn)到彩虹.彩虹是太陽(yáng)光在細(xì)小的水珠內(nèi)經(jīng)過(guò)一次反射和兩次折 射而產(chǎn)生的色散現(xiàn)象.美麗的彩虹也可進(jìn)行人工制作，通常使用的方法是模擬大自然彩虹 的產(chǎn)生機(jī)理來(lái)進(jìn)行，如利用噴泉、噴霧器來(lái)產(chǎn)生大量細(xì)小的水珠，在太陽(yáng)光的照射下產(chǎn)生彩 虹。但是這樣的模擬機(jī)制太過(guò)于繁瑣，而且需要的環(huán)境也較為特殊，成功率也較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明要解決的問(wèn)題是提供一種可見(jiàn)度大、成功率高，便于課堂演示，有助于學(xué)生 對(duì)光學(xué)知識(shí)有更深的理解的彩虹成像裝置。
[0004] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型包括光盤，日照光源生成單元，成像屏幕，光盤 夾緊單元，所述成像屏幕為白板，所述白板中心設(shè)有圓孔，所述光盤對(duì)準(zhǔn)該圓孔豎直放置所 述日照光光源設(shè)置于白板一側(cè)，所述光盤設(shè)置于白板另一側(cè)。
[0005] 采用了上述結(jié)構(gòu)后，由于我們平時(shí)看到的⑶、DVD等盤片，即使是空白的，上面也 有一圈圈用于記錄信息的螺旋形"光道"，對(duì)于⑶光盤，"光道"間距為1. 6 ym.密集的"光 道"可看成圓光柵，相當(dāng)于在徑向1_的圓環(huán)內(nèi)，刻有625條圓形刻線.由于光盤內(nèi)涂有反 射層，故可以把光盤看成反射光柵.當(dāng)一束單色光垂直照到這個(gè)光柵時(shí)，會(huì)產(chǎn)生衍射現(xiàn)象， 其衍射角滿足光柵方程如<?=以，k=0，±l，±2,…其中d為光柵常數(shù)，相當(dāng)于"光 道"間距，A為入射光的波長(zhǎng)，k為衍射級(jí)次.若入射光為白光，由于白光是由波長(zhǎng)不同的 各種色光組成的，按波長(zhǎng)長(zhǎng)短，依次為紅橙黃綠藍(lán)靛紫，不同的波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)著不同的衍射角， 所以可通過(guò)光盤光柵的衍射作用而使各種色光分離，從而呈現(xiàn)鮮艷的光譜。所以，依據(jù)上述 原理，將成像屏幕置于一處，再分別將光盤以及光源置于左、右兩側(cè)，再將成像屏幕中挖一 圓孔，通過(guò)將光源中的光經(jīng)過(guò)圓孔再照射至光盤上，通過(guò)光盤的表面在衍射回屏幕表面，就 可以清晰的得到彩虹，而其中，成像屏幕的大小根據(jù)近大遠(yuǎn)小的原理進(jìn)行設(shè)置，當(dāng)屏幕較小 時(shí)，必須將屏幕遠(yuǎn)離光盤，反之，則靠近，利用白板作為成像屏幕，不僅材料制作方便，而且 對(duì)成像效果也較好，
[0006] 作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述光源生成單元包括反射鏡以及反射鏡夾緊 架，所述反射鏡夾緊架包括外桿以及設(shè)置于外桿內(nèi)部的內(nèi)桿，所述內(nèi)桿與反射鏡鉸接設(shè)置， 并且內(nèi)桿可在外桿內(nèi)滑動(dòng)，所述內(nèi)桿外壁以及外桿外壁均設(shè)有通孔，所述通孔內(nèi)設(shè)有將內(nèi) 桿以及外桿固定的固定軸。
[0007] 采用了上述結(jié)構(gòu)后，所述反射鏡可將太陽(yáng)光反射到裝置中，使光線通過(guò)圓孔垂直 射到光盤表面。反射鏡可以將太陽(yáng)光反射到光盤表面，這樣不僅起到了光源的引導(dǎo)，而且對(duì) 光源的聚焦起到了一定作用，使得成像效果較好。而且反射鏡可以在內(nèi)桿上鉸接，內(nèi)桿又可 上下移動(dòng)，方便了對(duì)太陽(yáng)光的反射。
[0008] 作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述光盤夾緊單元包括滑動(dòng)軌道以及光盤夾緊 件，所述光盤夾緊件包括夾緊端以及移動(dòng)端，所述移動(dòng)端為矩形移動(dòng)塊，所述移動(dòng)塊可在滑 動(dòng)軌道內(nèi)自由滑移，所述夾緊端由兩個(gè)相對(duì)設(shè)置的夾手組成，所述夾手中設(shè)有復(fù)位彈簧。
[0009] 采用了上述結(jié)構(gòu)后，光盤夾緊件可以將光盤更好的固定于一側(cè)，方便光源通過(guò)圓 孔對(duì)光盤進(jìn)行衍射，另一方面光盤夾緊件中包括軌道，這樣可以調(diào)節(jié)光盤與成像屏幕之間 的距離，讓彩虹能更好的成像于白板上。
【附圖說(shuō)明】
[0010] 圖1所示為衍射現(xiàn)象原理示意圖；
[0011] 圖2所示為裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012] 圖3所示為光源生成單元結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013] 如圖2所示，本實(shí)用新型包括光盤（1)，日照光源生成單元（5)，成像屏幕（2)，光盤 夾緊單元（3)，所述成像屏（2)幕為白板，所述白板中心設(shè)有圓孔（4)，所述光盤（1)對(duì)準(zhǔn)該 圓孔（4)豎直放置，所述日照光光源設(shè)置于白板一側(cè)，所述光盤（1)設(shè)置于白板另一側(cè)。由 于我們平時(shí)看到的⑶、DVD等盤片，即使是空白的，上面也有一圈圈用于記錄信息的螺旋形 "光道"，對(duì)于⑶光盤，"光道"間距為1. 6ym.密集的"光道"可看成圓光柵，相當(dāng)于在徑向 1_的圓環(huán)內(nèi)，刻有625條圓形刻線.由于光盤內(nèi)涂有反射層，故可以把光盤看成反射光柵 .當(dāng)一束單色光垂直照到這個(gè)光柵時(shí)，會(huì)產(chǎn)生衍射現(xiàn)象，如圖1所示，其衍射角滿足光柵方 程：，k= 0, ±1，±2,…其中d為光柵常數(shù)，相當(dāng)于"光道"間距，X為入射光的波長(zhǎng)，k 為衍射級(jí)次.若入射光為白光，由于白光是由波長(zhǎng)不同的各種色光組成的，按波長(zhǎng)長(zhǎng)短，依 次為紅橙黃綠藍(lán)靛紫，不同的波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)著不同的衍射角，所以可通過(guò)光盤光柵的衍射作用 而使各種色光分離，從而呈現(xiàn)鮮艷的光譜。所以，依據(jù)上述原理，將成像屏幕置于一處，再分 別將光盤以及光源置于左、右兩側(cè)，再將成像屏幕中挖一圓孔，通過(guò)將光源中的光經(jīng)過(guò)圓孔 再照射至光盤上，通過(guò)光盤的表面在衍射回屏幕表面，就可以清晰的得到彩虹，而其中，成 像屏幕的大小根據(jù)近大遠(yuǎn)小的原理進(jìn)行設(shè)置，當(dāng)屏幕較小時(shí)，必須將屏幕遠(yuǎn)離光盤，反之， 則靠近，利用白板作為成像屏幕，不僅材料制作方便，而且對(duì)成像效果也較好，當(dāng)一束單色 平行光垂直照到光盤上時(shí)，k相同的衍射光線具有相同的0角，因此半徑相同的入射點(diǎn)，其 衍射光線以光盤中心軸線為對(duì)稱軸旋轉(zhuǎn)對(duì)稱，構(gòu)成一個(gè)圓錐面，該圓錐面投影到屏幕或墻 壁上時(shí)，即構(gòu)成一個(gè)單色圓環(huán).若把單色光改為白光，不同波長(zhǎng)的色光，有不同的0角，分 別對(duì)應(yīng)各自的圓環(huán)，最外層為紅光，從外往內(nèi)依次為紅橙黃綠藍(lán)靛紫，從而構(gòu)成了人造"彩 虹"。
[0014] 如圖2圖3所示，所述光源生成單元（5)包括反射鏡（51)以及反射鏡夾緊架（52)， 所述反射鏡夾緊架（52)包括外桿（521)以及設(shè)置于外桿（521)內(nèi)部的內(nèi)桿（522)，所述內(nèi)桿 (522)與反射鏡（51)鉸接設(shè)置，并且內(nèi)桿（522)可在外桿（521)內(nèi)滑動(dòng)，所述內(nèi)桿（522)外 壁以及外桿外壁均設(shè)有通孔（523)，所述通孔（523)內(nèi)設(shè)有將內(nèi)桿（522)以及外桿（521)固 定的固定軸（524)。所述反射鏡（51)可將太陽(yáng)光反射到裝置中，使光線通過(guò)圓孔垂直射到 光盤表面。反射鏡可以將太陽(yáng)光反射到光盤表面，這樣不僅起到了光源的引導(dǎo)，而且對(duì)光源 的聚焦起到了一定作用，使得成像效果較好。而且反射鏡可以在內(nèi)桿上鉸接，內(nèi)桿又可上下 移動(dòng)，方便了對(duì)太陽(yáng)光的反射。所述光盤夾緊單元（3)包括滑動(dòng)軌道（31)以及光盤夾緊件 (32 )，所述光盤夾緊件（32 )包括夾緊端（321)以及移動(dòng)端（322 )，所述移動(dòng)端（322 )為矩形 移動(dòng)塊，所述移動(dòng)塊可在滑動(dòng)軌道內(nèi)自由滑移，所述夾緊端由兩個(gè)相對(duì)設(shè)置的夾手組成，所 述夾手中設(shè)有復(fù)位彈簧。光盤夾緊件可以將光盤更好的固定于一側(cè)，方便光源通過(guò)圓孔對(duì) 光盤進(jìn)行衍射，另一方面光盤夾緊件中包括軌道，這樣可以調(diào)節(jié)光盤與成像屏幕之間的距 離，讓彩虹能更好的成像于白板上。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種利用光盤成像彩虹的裝置，其特征在于：所述裝置包括光盤，日照光源生成單 元，成像屏幕，光盤夾緊單元，所述成像屏幕為白板，所述白板中心設(shè)有圓孔，所述光盤對(duì)準(zhǔn) 該圓孔豎直放置所述日照光光源設(shè)置于白板一側(cè)，所述光盤設(shè)置于白板另一側(cè)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用光盤成像彩虹的裝置，其特征在于：所述光源生成單元 包括反射鏡以及反射鏡夾緊架，所述反射鏡夾緊架包括外桿以及設(shè)置于外桿內(nèi)部的內(nèi)桿， 所述內(nèi)桿與反射鏡鉸接設(shè)置，并且內(nèi)桿可在外桿內(nèi)滑動(dòng)，所述內(nèi)桿外壁以及外桿外壁均設(shè) 有通孔，所述通孔內(nèi)設(shè)有將內(nèi)桿以及外桿固定的固定軸。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用光盤成像彩虹的裝置，其特征在于：所述光盤夾緊單元 包括滑動(dòng)軌道以及光盤夾緊件，所述光盤夾緊件包括夾緊端以及移動(dòng)端，所述移動(dòng)端為矩 形移動(dòng)塊，所述移動(dòng)塊可在滑動(dòng)軌道內(nèi)自由滑移，所述夾緊端由兩個(gè)相對(duì)設(shè)置的夾手組成， 所述夾手中設(shè)有復(fù)位彈簧。
【專利摘要】本實(shí)用新型包括一種利用光盤成像彩虹的裝置，所述裝置包括光盤，日照光源生成單元，成像屏幕，光盤夾緊單元，所述成像屏幕為白板，所述白板中心設(shè)有圓孔，所述光盤對(duì)準(zhǔn)該圓孔豎直放置所述日照光光源設(shè)置于白板一側(cè)，所述光盤設(shè)置于白板另一側(cè)。依據(jù)上述原理，將成像屏幕置于一處，再分別將光盤以及光源置于左、右兩側(cè)，再將成像屏幕中挖一圓孔，通過(guò)將光源中的光經(jīng)過(guò)圓孔再照射至光盤上，通過(guò)光盤的表面在衍射回屏幕表面，就可以清晰的得到彩虹，而其中，成像屏幕的大小根據(jù)近大遠(yuǎn)小的原理進(jìn)行設(shè)置，當(dāng)屏幕較小時(shí)，必須將屏幕遠(yuǎn)離光盤，反之，則靠近，利用白板作為成像屏幕，不僅材料制作方便，而且對(duì)成像效果也較好。
【IPC分類】G09B23/22
【公開(kāi)號(hào)】CN204667754
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520389824
【發(fā)明人】孔興隆, 張銀榮, 王健浩
【申請(qǐng)人】溫州市龍灣區(qū)永強(qiáng)中學(xué)
【公開(kāi)日】2015年9月23日
【申請(qǐng)日】2015年6月8日