[发明专利]光纤通信原理演示仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种教学仪器，具体为一种光纤通信原理演示仪

背景技术

光纤通信这一高科技术的广泛应用，将人类带人信息时代。信息“高速公路”将全世界连成“地球村”。一根头发般粗细的玻璃纤维通一亿路电话，一根光缆里有五根光导纤维，十亿人同时打电话互不干扰。细细的玻璃纤维丝，输送无数的图像、声音、文字讯号。如此神奇的技术，其最初发明却得益于茶壶倒水的日常生活现象。如何使学生透彻地理会光纤通信的科学原理，现有的教学仪器不能形象地揭示其中的奥秘，影响着物理课教学质量。本发明巧妙地利用平面镜“单反射”来生动形象地揭示光导纤维“全反射”的科学原理。并且能进行光纤通信最初发明的模拟演示，使学生从根本上理会光纤通信的原理。激发学生学习兴趣，提高物理课教学质量，有很大的实用推广价值。

发明内容

本发明为了解决现有的教学仪器不能使学生从根本上透彻理会光纤通信科学原理的问题，提供一种光纤通信原理演示仪。

本发明是采用如下技术方案实现的：光纤通信原理演示仪包括底座和底板，底板同时是个光路板，在中间位置的凹形平行槽内，嵌入两行相互平行的平面镜。平面镜前方开口处，是显像屏幕箱，其前面装置毛玻璃现象屏，箱内装置与底板成45度的平面反光镜，经平行平面镜多次反射来的光柱，由箱内平面镜反射在前面的毛玻璃上，成为光点，让学生观察。在平行平面镜的后方开口处，是由平行光源和光源旋转臂组成的光源组件，平行光源筒的前面装置有抽拉式光栅，拉动其上的四条抽条，在平行平面镜中的底板上会出现移动的光柱图像，由于发亮行平面镜相互发反射，光柱在底板上曲折前进，经屏幕箱内的平面镜反射于毛玻璃上成像.光源旋转臂的圆心在平行平面镜的开口处，故无论光源在什么角度，四条光柱都能进入平行平面镜内.经多次反射，在屏幕上成像.在底板装置着一个激光小手电，，小手电前置一可调换的任意弯曲的玻璃棒，嵌亮小手电，玻璃棒通体发红.调换各种形状的弯曲玻璃棒，实验效果完全相同。底板背面的设计虽然很简单，但却模拟了光纤通信技术的发明起源.一个玻璃水箱，旁边的中间装置一个喷水管，喷水管伸进旁边的暗箱内，暗箱前方有观察口。玻璃水箱，的左边装置一固定的激光小手电，水箱上方装置一活动的激光小手电，其射出的光柱始终对着水箱右面的喷水管口。嵌亮手电，无论小手电在何种角度，学生都可以从暗箱的观察口看到红色的弯曲水柱。形象有趣地模拟了光纤通信技术的起初发明一(茶壶倒水，弯曲的水柱发亮)。

简单的设计，说明高科技的原理，功能性趣味性很强。可激发学生的学习兴趣。而且结构简单，制作成本低，具有很好的推广价值和使用价值。

该仪器可进行以下实验：

仪器正面：用平面镜多次反射(单反射)的设计来形象直观地说明光导纤维的全反射的科学原理。

仪器背面：用激光柱照射下弯曲水柱发亮的设计模拟光纤通信的最初发明情景。

附图说明

图1为仪器正面结构示意图。

图中：1、仪器标签；2、底板(光路板)；3、平行光源；4、抽拉式光栅；5、电源线；6、底座(装置电源组件)；7、激光小手电；8、电源开关；9、弯曲玻璃棒(可调换式)；10、双层平行平面镜；11、屏幕暗箱；12、毛玻璃显像屏；13、平面反光镜(与光路板成45度)；14仪器提手；15、光源旋转臂(装置于底板背面，圆心在平行平面镜开口处)

图2为仪器背面结构示意图。

图中：1、暗箱；2观察口；3、弯曲水柱；4、喷水管；5、激光小手电光柱；6、水箱；7、固定激光小手电；8、活动激光小手电；9、活动激光小手电导向板；10、仪器提环；11、放水管和放水闸门。

具体实施方法

光纤通信原理演示仪，包括正面和背面两部分。

仪器正面的白色底板(光路板)中间，装置两行相互平行的平面镜平面镜的左边装置屏幕暗箱其内装置与底板成45度的平面镜平面镜将由双层平面镜反射来的光柱反射到毛玻璃屏幕上。平面镜的右边装置可活动的光源组件，光源组件由平行光源(由光源和凸透镜组成)和光源旋转臂组成。在平行光源的前方装置有抽拉式光源旋转臂圆心在平行平面镜的右边开口处，使得平行光源射出的光柱无论光源在右边人员任意角度，都可以射进双层平面镜中。在底板右下角装置激光小手电其前面装置能调换的弯曲玻璃棒无论调换什么形状的弯曲玻璃棒，只有嵌亮激光小手电，玻璃棒都会通体发亮。

利用仪器正面可做两个实验：即“全反射”和“单反射”实验。利用单反射的方法来展示光导纤维的全反射功能的科学原理是本发明的突出创新点。

实验方法：