[发明专利]一种虹与霓再现的物理实验装置及方法

说明书

本发明涉及物理实验技术领域，具体是涉及一种虹与霓再现的物理实验装置及方法，包括悬挂架，悬挂架通过连接件连接有玻璃球，还包括传动组件，所述传动组件与所述悬挂架垂直设置，且位于悬挂架一侧；所述传动组件上通过光源固定支架连接有光源支撑架，光源支撑架的顶端连接有光源；还包括有光源移动控制系统，所述光源移动控制系统与所述传动组件电连接；所述悬挂架以及传动组件均位于水平成像板上。本发明的有益效果是：在实验室内成功在正常光线下实现了虹与霓的再现，装置简单紧凑，现象明显完整；使用步进电机控制光源移动，提高了稳定性和精确性；针对不同距离的光源产生的现象进行了定性分析，合理解释实际现象。

技术领域

本发明涉及物理实验技术领域，具体是涉及一种虹与霓再现的物理实验装置及方法。

背景技术

虹、霓是由于太阳光线被大气中的雨滴反射和折射而形成的一种美丽的自然现象。内弧外红内紫，色彩明亮，此为主虹；外弧外紫内红，色彩顺序正好相反，色彩较弱，这是副虹，也称为霓。

目前，关于虹与霓的发生实验装置在教学中并没有实际的应用，这对于在物理教学中理论与实际的相结合难以得到较好的诠释，同时也难以起到较好的教学辅助作用，在这方面学习的记忆较浅。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明实施例的目的在于提供一种虹与霓再现的物理实验装置，包括悬挂架，悬挂架通过连接件连接有玻璃球，还包括传动组件，所述传动组件与所述悬挂架垂直设置，且位于悬挂架一侧；所述传动组件上通过光源固定支架连接有光源支撑架，光源支撑架的顶端连接有光源；还包括有光源移动控制系统，所述光源移动控制系统与所述传动组件电连接；所述悬挂架以及传动组件均位于水平成像板上；还包括用于对光源进行遮挡的遮光板。

作为本发明的再进一步技术方案是：所述悬挂架包括呈工字型的底座，底座上对称安装有两根竖直杆，两根所述竖直杆的顶端共同固定连接有水平杆，所述连接件与所述水平杆中间处固定连接。

作为本发明的再进一步技术方案是：所述玻璃球表面通过紫外线胶粘合有连接块，连接块上开设有通孔，所述连接件通过通孔与所述连接块相连。

作为本发明的再进一步技术方案是：所述传动组件包括长方体底座，长方体底座上开设有凹槽，凹槽两端转动连接有螺纹杆，所述螺纹杆一端连接有步进电机，所述步进电机与所述光源移动控制系统电连接；所述螺纹杆上螺纹连接有螺纹滑块，所述螺纹滑块上固定连接有光源固定支架。

作为本发明的再进一步技术方案是：所述光源固定支架包括水平板，水平板通过螺栓与所述螺纹滑块相连接；所述水平板上固定连接有竖直板，竖直板由下至上分别连接有第一连接板与第二连接板，所述第一连接板上固定连接有第一半圆环，第一半圆环通过螺栓连接有第二半圆环；所述第二连接板上开设有限位通孔。

作为本发明的再进一步技术方案是：所述第一半圆环、第二半圆环的内径与所述限位通孔的内径均相等。

作为本发明的再进一步技术方案是：所述第一半圆环、第二半圆环以及限位通孔的内径均等于光源支撑架的直径。

作为本发明的再进一步技术方案是：所述连接件包括一对悬钩，所述悬钩分别从通孔的两侧穿入。

作为本发明的再进一步技术方案是：所述光源选用白光LED。

一种虹与霓再现的物理实验方法，包含如上述所述的虹与霓再现的物理实验装置，包括以下步骤：

将玻璃球悬挂到连接件上；

调整光源，使光源中心对准玻璃球的中心位置，利用传动组件将光源移动至设定位置处；

打开光源，在水平成像板上观察虹与霓的光学现象；

通过操作光源移动控制系统来使光源逐渐远离玻璃球，可以观察虹与霓的位置改变；