光纖通信原理演示儀的製作方法

2023-07-04 19:40:41 1

光纖通信原理演示儀的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種教學儀器，具體為一種光纖通信原理探究儀。解決現有光纖通信原理儀器不利於學生理解、掌握相關知識的問題。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。右下方裝置雷射小手電和可調換的彎曲玻璃棒。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雷射小手電，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，有助於激發學生學習興趣，調動學生學習積極性。
【專利說明】光纖通信原理演示儀
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種教學儀器，具體為一種光纖通信原理演示儀【背景技術】
[0002]光纖通信這一高科技術的廣泛應用，將人類帶人資訊時代。信息「高速公路」將全世界連成「地球村」。一根頭髮般粗細的玻璃纖維通一億路電話，一根光纜裡有五根光導纖維，十億人同時打電話互不幹擾。細細的玻璃纖維絲，輸送無數的圖像、聲音、文字訊號。如此神奇的技術，其最初發明卻得益於茶壺倒水的日常生活現象。如何使學生透徹地理會光纖通信的科學原理，現有的教學儀器不能形象地揭示其中的奧秘，影響著物理課教學質量。本發明巧妙地利用平面鏡「單反射」來生動形象地揭示光導纖維「全反射」的科學原理。並且能進行光纖通信最初發明的模擬演示，使學生從根本上理會光纖通信的原理。激發學生學習興趣，提高物理課教學質量，有很大的實用推廣價值。

【發明內容】

[0003]本發明為了解決現有的教學儀器不能使學生從根本上透徹理會光纖通信科學原理的問題，提供一種光纖通信原理演示儀。
[0004]本發明是採用如下技術方案實現的: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，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象屏，箱內裝置與底板成45度的平面反光鏡，經平行平面鏡多次反射來的光柱，由箱內平面鏡反射在前面的毛玻璃上，成為光點，讓學生觀察。在平行平面鏡的後方開口處，是由平行光源和光源旋轉臂組成的光源組件，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移動的光柱圖像，由於發亮行平面鏡相互發反射，光柱在底板上曲折前進，經屏幕箱內的平面鏡反射於毛玻璃上成像.光源旋轉臂的圓心在平行平面鏡的開口處，故無論光源在什麼角度，四條光柱都能進入平行平面鏡內.經多次反射，在屏幕上成像.在底板裝置著一個雷射小手電，，小手電前置一可調換的任意彎曲的玻璃棒，嵌亮小手電，玻璃棒通體發紅.調換各種形狀的彎曲玻璃棒，實驗效果完全相同。底板背面的設計雖然很簡單，但卻模擬了光纖通信技術的發明起源.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，暗箱前方有觀察口。玻璃水箱，的左邊裝置一固定的雷射小手電，水箱上方裝置一活動的雷射小手電，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的起初發明一(茶壺倒水，彎曲的水柱發亮)。
[0005]簡單的設計，說明高科技的原理，功能性趣味性很強。可激發學生的學習興趣。而且結構簡單，製作成本低，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)的設計來形象直觀地說明光導纖維的全反射的科學原理。
[0008]儀器背面:用雷射柱照射下彎曲水柱發亮的設計模擬光纖通信的最初發明情景。【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為儀器正面結構示意圖。
[0010]圖中:1、儀器標籤；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、雷射小手電；8、電源開關；9、彎曲玻璃棒(可調換式)；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、光源旋轉臂(裝置於底板背面，圓心在平行平面鏡開口處)
[0011]圖2為儀器背面結構示意圖。
[0012]圖中:1、暗箱；2觀察口 ；3、彎曲水柱；4、噴水管；5、雷射小手電光柱；6、水箱；7、固定雷射小手電；8、活動雷射小手電；9、活動雷射小手電導向板；10、儀器提環；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)和光源旋轉臂(15)組成。在平行光源的前方
裝置有抽拉式光源旋轉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。在底板右下角裝置雷射小手電(7)其前面裝置能調換的彎曲玻璃棒(9")無論調換什麼形狀的彎曲玻璃棒，只有嵌亮雷射小手電，玻璃棒都會通體發亮。
[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纖維的全反射功能的科學原理是本發明的突出創新點。
[0017]實驗方法:
[0018]1、全反射實驗:將彎曲玻璃棒(奶裝置於雷射小手電(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光導纖維全反射的科學原理。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)開始反覆多次的反射，在光路板上呈現出曲折的光路圖像然後射入屏幕箱〔11)內平面反光鏡(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生同樣的實驗效果。平行平面鏡ζιο)內呈現四條不同的光路曲折線圖像，並在毛玻璃顯像屏上呈現四個明亮的光點。，推動光源旋臂(15)使平行光源(3)轉動，則毛玻璃上的光點也上下移動，平行平面鏡內的四條曲折光
路線條千變萬化，很有趣味性。
[0020]光纖通信是怎樣發明的呢？
[0021]儀器的背面裝置可進行光纖通信最初發明的模擬實驗。
[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雷射小手電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，暗箱前面有觀
察口學生可從觀察口中看到從噴水管流出的彎曲水柱。水箱下的底座內有放水管及閥
門。便於放掉水箱和暗箱內的水。 [0023]實驗方法:
[0024]將水箱06}|內盛滿水，水從噴水管(4)流入暗箱，形成彎曲水柱。嵌亮固定雷射小手
電(67)這時暗箱內的彎曲水柱發亮，通體變紅。之後再嵌亮活動雷射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明。
【權利要求】
1.一種光纖通信原理演示儀，包括底座(6)(內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>平行平面鏡的後端裝置平行光源(3〉和光源旋轉臂(15>旋轉臂裝置於底板(光路板)後面，旋轉圓心位於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。底板右下方裝置雷射小手電(67)其前方有可調換的彎曲玻璃棒.。 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，學生從暗室的觀察口(2)中，可以看到從 噴水管(4)內噴出的彎曲水柱(L3)。水箱的左面設計有固定雷射小手電(7):和活動雷射小手電(^。兩個雷射小手電的光柱(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 優先權日:2012年7月16日
【發明者】郭茂清 申請人:郭茂清