[发明专利]光线弯曲度与温度梯度方向关系实验装置与实验方法

权利要求书

1.一种光线弯曲度与温度梯度方向关系实验装置，在底座(5)上设置有透明水槽(2)，透明水槽(2)的右外侧面上设置有坐标纸(4)，透明水槽(2)外左侧底座(5)上设置有激光器支架(7)，激光器支架(7)上设置有半导体激光器(1)，其特征在于：透明水槽(2)内的前侧壁和后侧壁上分别至少设置有1个半导体制冷片支架(8)，每个半导体制冷片支架(8)上设置有1个浸入水中的半导体制冷片(3)，半导体制冷片(3)的前侧面为热面，热面与水平面垂直、与透明水槽(2)的前侧壁平行，前侧壁半导体制冷片支架(8)上的半导体制冷片(3)和后侧壁上半导体制冷片支架(8)的半导体制冷片(3)关于透明水槽(2)的长度方向垂直中心平面相对称，相对称的两个半导体制冷片(3)的水平中心平面在同一个水平平面内；在激光器支架(7)上半导体激光器(1)激光出射光方向上设置有圆柱面透镜(6)，圆柱面透镜(6)的中心线与半导体激光器(1)出射的激光束在同一个平面内相互垂直。

2.根据权利要求1所述的光线弯曲度与温度梯度方向关系实验装置，其特征在于：所述的圆柱面透镜(6)的直径为3～5mm。

3.根据权利要求1所述的光线弯曲度与温度梯度方向关系实验装置，其特征在于：所述的半导体制冷片(3)上表面到水面的距离至少为80mm。

4.一种使用权利要求1所述的光线弯曲度与温度梯度方向关系实验装置的实验方法，其特征在于由下述步骤组成：

1)接通半导体激光器(1)电源，调整半导体激光器(1)和圆柱面透镜(6)的位置，使出射的一维发散激光扇形片光发散角的平分线与水槽的纵向中心线相重合，扇形片光在坐标纸(4)上投射的直线光带与透明水槽(2)右侧壁的一个对角线重合，在坐标纸(4)上标记直线光带；

2)接通半导体制冷片(3)电源，30～40分钟后，观察坐标纸(4)上直线光带的弯曲情况，并在坐标纸(4)上标记弯曲光带；

3)在同一坐标下，观察、比较步骤1)和步骤2)中标记的两条光带形状差异，读取同一横坐标上对应的两条光带的纵坐标差值，观察两条光带纵坐标中最大差值所对应的横坐标值，分析判断两条光带中纵坐标最大差值在激光扇形片光中所对应光线与温度梯度方向之间的夹角，即在坐标纸(4)上的入射角。