專利名稱:光導(dǎo)纖維應(yīng)用演示儀的制作方法
光導(dǎo)纖維應(yīng)用演示儀，屬于物理學(xué)教學(xué)儀器。
光導(dǎo)纖維從研制到應(yīng)用，已有30多年歷史，但至今未發(fā)現(xiàn)用光導(dǎo)纖維制作的教學(xué)儀器，因而使得一些學(xué)生缺乏對光導(dǎo)纖維應(yīng)具有的一些物理概念和光、電、聲轉(zhuǎn)換方面的知識。
本實(shí)用新型的任務(wù)是提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、使用方便，安全可靠的光導(dǎo)纖維應(yīng)用演示儀，使得廣大學(xué)生對光導(dǎo)纖維所具有的傳光、傳象特點(diǎn)及其有關(guān)的光、電、聲轉(zhuǎn)換方面的基本知識，通過演示實(shí)驗(yàn)，能夠直接觀察到實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
光導(dǎo)纖維應(yīng)用演示儀就是利用光導(dǎo)纖維制成的傳光束、傳象束作為傳光、傳象元件，并結(jié)合電子、光電效應(yīng)等技術(shù)，把光信號、電信號及聲音信號由于光導(dǎo)纖維的聯(lián)結(jié)構(gòu)成一個(gè)演示實(shí)驗(yàn)儀器。
該演示儀的結(jié)構(gòu)如圖1所示 由光源(1)、縫隙(2)、發(fā)光孔(3)、轉(zhuǎn)動板(4)、光纖支架(5)、光導(dǎo)纖維(6)、揚(yáng)聲器(7)、音樂集成塊(8)、進(jìn)光孔(9)、光電管(10)、開關(guān)(11)、演示板(12)等組成。光導(dǎo)纖維傳光束、傳象束(6)放置在光導(dǎo)纖維支架(5)上，發(fā)光孔(3)直徑為2～10毫米，光電接收部份的進(jìn)光孔(9)直徑為1～3毫米，光源(1)和轉(zhuǎn)動板(4)連成一體，可在0°～180°范圍內(nèi)任意轉(zhuǎn)動，以調(diào)節(jié)光源的入射角度。傳光束是由長度為0.4米～1米的高透明度的玻璃光導(dǎo)纖維制成。傳象束是由若干根塑料光纖集束排列而成，塑料光纖傳象束的截面可以是100平方毫米～1000平方毫米，其截面形狀可以是圓形、橢圓形、三角形、方形、矩形或梅花形等任意形狀的截面。本演示儀還設(shè)計(jì)了一個(gè)簡易的光、電、聲轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，見附圖2。(BG1和BG2均為晶體三極管，BG1起開關(guān)作用、BG2起功率放大作用、BG3為光電管。)用光導(dǎo)纖維(6)聯(lián)結(jié)而構(gòu)成一個(gè)演示實(shí)驗(yàn)儀器，從而把光信號的強(qiáng)弱變化可以直接反應(yīng)到聲音信號的強(qiáng)弱變化上。本演示儀采用了直觀性強(qiáng)、又便于操作的演示板結(jié)構(gòu)，在演示板(12)的正面用作傳光、傳象等演示實(shí)驗(yàn)。背面分隔為上下兩格，各裝有可開啟和拆卸的活動門，上格作元器件的按裝，下格用作放置傳光束和傳象束等實(shí)驗(yàn)用品。所有元器件在演示板的正面、背面均能直接觀察到，便于學(xué)生了解元器件實(shí)物名稱。該演示板把所有元器件都組合在一個(gè)長度為450毫米、寬度為300毫米、厚度為70毫米的木匣內(nèi)，該演示儀為適應(yīng)不同教學(xué)需要，可吊掛、平放或站立豎放。
該演示儀具有結(jié)構(gòu)緊湊、使用方便、安全可靠、直觀、價(jià)廉的特點(diǎn)，特別便于廣大中小學(xué)生，使其對光導(dǎo)纖維傳光、傳象特點(diǎn)及其有關(guān)的光、電、聲轉(zhuǎn)換方面的物理概念，有一個(gè)比較清晰、直觀的了解。
本演示儀的實(shí)施例如下1.演示光導(dǎo)纖維彎曲傳光特性本演示分二步進(jìn)行，即首先進(jìn)行不用光導(dǎo)纖維的傳光實(shí)驗(yàn)，然后進(jìn)行光導(dǎo)纖維傳光實(shí)驗(yàn)并作對比。
① 接通外接電源(220V／6V)，將光源(1)的發(fā)光孔(3)對準(zhǔn)光電接收部份的進(jìn)光孔(9)，開啟開關(guān)(11)，此時(shí)揚(yáng)聲器(7)發(fā)出樂聲，將轉(zhuǎn)動板(4)轉(zhuǎn)動一個(gè)角度，揚(yáng)聲器發(fā)出的樂聲逐漸變?nèi)酢?br>② 將光導(dǎo)纖維傳光束(6)的兩端分別聯(lián)結(jié)發(fā)光孔(3)和進(jìn)光孔(9)，重復(fù)上述步驟實(shí)驗(yàn)，可知揚(yáng)聲器(7)發(fā)出樂聲，不會有強(qiáng)弱變化。此實(shí)驗(yàn)說明了光導(dǎo)纖維彎曲傳光特性。
2.演示光的全反射規(guī)則將傳光束(6)的一端插入進(jìn)光孔(9)，另一端固定在光導(dǎo)纖維支架(5)的小孔內(nèi)，將轉(zhuǎn)動板(4)轉(zhuǎn)動一個(gè)角度，此時(shí)，揚(yáng)聲器(7)發(fā)出的樂聲逐漸由強(qiáng)變?nèi)?，直至十分輕微。此實(shí)驗(yàn)說明了當(dāng)射入光導(dǎo)纖維端面的光與光軸之間的夾角大于一定值時(shí)，光就不能在光導(dǎo)纖維內(nèi)以全反射規(guī)則傳送。
3.演示光導(dǎo)纖維的傳象特性將長為0.35米、截面為10毫米×10毫米的塑料光纖傳象束的一端放在光纖支架(5)內(nèi)，并使其一端伸入發(fā)光孔(3)內(nèi)，將透光的字母卡插入縫隙(2)內(nèi)，開啟開關(guān)(11)，此時(shí)在傳象束另一端可見到字母顯示情況。此實(shí)驗(yàn)反映了光導(dǎo)纖維的傳象特性。
權(quán)利要求
1.一種光導(dǎo)纖維應(yīng)用演示儀，由光源(1)、縫隙(2)、發(fā)光孔(3)、轉(zhuǎn)動板(4)、光纖支架(5)、光導(dǎo)纖維(6)、揚(yáng)聲器(7)、音樂集成塊(8)、進(jìn)光孔(9)、發(fā)電管(10)等組成。其特征在于光導(dǎo)纖維的傳象束是由塑料光纖制作的。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的演示儀，其特征在于用塑料光纖制作的傳象束，其截面面積為100平方毫米～1000平方毫米。
3.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的演示儀，其特征在于用塑料光纖制作的傳象束的截面，可以是圓形、方形或任意形狀的。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的演示儀，其特征在于光源(1)和轉(zhuǎn)動板(4)連成一體，可在0度～180度范圍內(nèi)任意轉(zhuǎn)動。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的演示儀，其特征在于把所有光、電、聲元器件都組合在一個(gè)450毫米×300毫米×70毫米的木匣內(nèi)。
專利摘要
一種光導(dǎo)纖維應(yīng)用演示儀，屬于物理學(xué)教學(xué)儀器。該演示儀利用光導(dǎo)纖維制成的傳光束、傳象束作為傳光傳象元件，并結(jié)合電子、光電效應(yīng)等技術(shù)，使光信號、電信號及聲音信號，由于光導(dǎo)纖維的聯(lián)結(jié)，構(gòu)成一個(gè)演示試驗(yàn)儀器。并且光導(dǎo)纖維的傳象束是采用塑料光纖制作的。該演示儀具有結(jié)構(gòu)緊湊，使用方便，安全可靠，直觀，價(jià)廉的特點(diǎn)、特別便于廣大中、小學(xué)生，使其對光導(dǎo)纖維的傳光、傳象特點(diǎn)及其有關(guān)的光、電、聲轉(zhuǎn)換方面的物理概念有一個(gè)比較清晰、直觀的了解。
文檔編號G09B23/00GK86204939SQ86204939
公開日1987年8月12日 申請日期1986年7月17日
發(fā)明者張耀明, 沈福瑞, 胡亞民 申請人:國家建筑材料工業(yè)局南京玻璃纖維研究設(shè)計(jì)院導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan