一種利用光盤成像彩虹的裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種光學成像裝置，尤其是一種可見度大、成功率高，便于課堂演 示，有助于學生對光學知識有更深的理解的彩虹成像裝置。
【背景技術】
[0002] 人們常常在雨后見到彩虹.彩虹是太陽光在細小的水珠內經過一次反射和兩次折 射而產生的色散現象.美麗的彩虹也可進行人工制作，通常使用的方法是模擬大自然彩虹 的產生機理來進行，如利用噴泉、噴霧器來產生大量細小的水珠，在太陽光的照射下產生彩 虹。但是這樣的模擬機制太過于繁瑣，而且需要的環境也較為特殊，成功率也較低。
【發明內容】
[0003] 本發明要解決的問題是提供一種可見度大、成功率高，便于課堂演示，有助于學生 對光學知識有更深的理解的彩虹成像裝置。
[0004] 為解決上述技術問題，本實用新型包括光盤，日照光源生成單元，成像屏幕，光盤 夾緊單元，所述成像屏幕為白板，所述白板中心設有圓孔，所述光盤對準該圓孔豎直放置所 述日照光光源設置于白板一側，所述光盤設置于白板另一側。
[0005] 采用了上述結構后，由于我們平時看到的⑶、DVD等盤片，即使是空白的，上面也 有一圈圈用于記錄信息的螺旋形"光道"，對于⑶光盤，"光道"間距為1. 6 ym.密集的"光 道"可看成圓光柵，相當于在徑向1_的圓環內，刻有625條圓形刻線.由于光盤內涂有反 射層，故可以把光盤看成反射光柵.當一束單色光垂直照到這個光柵時，會產生衍射現象， 其衍射角滿足光柵方程如<?=以，k=0，±l，±2,…其中d為光柵常數，相當于"光 道"間距，A為入射光的波長，k為衍射級次.若入射光為白光，由于白光是由波長不同的 各種色光組成的，按波長長短，依次為紅橙黃綠藍靛紫，不同的波長對應著不同的衍射角， 所以可通過光盤光柵的衍射作用而使各種色光分離，從而呈現鮮艷的光譜。所以，依據上述 原理，將成像屏幕置于一處，再分別將光盤以及光源置于左、右兩側，再將成像屏幕中挖一 圓孔，通過將光源中的光經過圓孔再照射至光盤上，通過光盤的表面在衍射回屏幕表面，就 可以清晰的得到彩虹，而其中，成像屏幕的大小根據近大遠小的原理進行設置，當屏幕較小 時，必須將屏幕遠離光盤，反之，則靠近，利用白板作為成像屏幕，不僅材料制作方便，而且 對成像效果也較好，
[0006] 作為本實用新型的進一步改進，所述光源生成單元包括反射鏡以及反射鏡夾緊 架，所述反射鏡夾緊架包括外桿以及設置于外桿內部的內桿，所述內桿與反射鏡鉸接設置， 并且內桿可在外桿內滑動，所述內桿外壁以及外桿外壁均設有通孔，所述通孔內設有將內 桿以及外桿固定的固定軸。
[0007] 采用了上述結構后，所述反射鏡可將太陽光反射到裝置中，使光線通過圓孔垂直 射到光盤表面。反射鏡可以將太陽光反射到光盤表面，這樣不僅起到了光源的引導，而且對 光源的聚焦起到了一定作用，使得成像效果較好。而且反射鏡可以在內桿上鉸接，內桿又可 上下移動，方便了對太陽光的反射。
[0008] 作為本實用新型的進一步改進，所述光盤夾緊單元包括滑動軌道以及光盤夾緊 件，所述光盤夾緊件包括夾緊端以及移動端，所述移動端為矩形移動塊，所述移動塊可在滑 動軌道內自由滑移，所述夾緊端由兩個相對設置的夾手組成，所述夾手中設有復位彈簧。
[0009] 采用了上述結構后，光盤夾緊件可以將光盤更好的固定于一側，方便光源通過圓 孔對光盤進行衍射，另一方面光盤夾緊件中包括軌道，這樣可以調節光盤與成像屏幕之間 的距離，讓彩虹能更好的成像于白板上。
【附圖說明】
[0010] 圖1所示為衍射現象原理示意圖；
[0011] 圖2所示為裝置結構示意圖；
[0012] 圖3所示為光源生成單元結構示意圖。
【具體實施方式】
[0013] 如圖2所示，本實用新型包括光盤（1)，日照光源生成單元（5)，成像屏幕（2)，光盤 夾緊單元（3)，所述成像屏（2)幕為白板，所述白板中心設有圓孔（4)，所述光盤（1)對準該 圓孔（4)豎直放置，所述日照光光源設置于白板一側，所述光盤（1)設置于白板另一側。由 于我們平時看到的⑶、DVD等盤片，即使是空白的，上面也有一圈圈用于記錄信息的螺旋形 "光道"，對于⑶光盤，"光道"間距為1. 6ym.密集的"光道"可看成圓光柵，相當于在徑向 1_的圓環內，刻有625條圓形刻線.由于光盤內涂有反射層，故可以把光盤看成反射光柵 .當一束單色光垂直照到這個光柵時，會產生衍射現象，如圖1所示，其衍射角滿足光柵方 程：，k= 0, ±1，±2,…其中d為光柵常數，相當于"光道"間距，X為入射光的波長，k 為衍射級次.若入射光為白光，由于白光是由波長不同的各種色光組成的，按波長長短，依 次為紅橙黃綠藍靛紫，不同的波長對應著不同的衍射角，所以可通過光盤光柵的衍射作用 而使各種色光分離，從而呈現鮮艷的光譜。所以，依據上述原理，將成像屏幕置于一處，再分 別將光盤以及光源置于左、右兩側，再將成像屏幕中挖一圓孔，通過將光源中的光經過圓孔 再照射至光盤上，通過光盤的表面在衍射回屏幕表面，就可以清晰的得到彩虹，而其中，成 像屏幕的大小根據近大遠小的原理進行設置，當屏幕較小時，必須將屏幕遠離光盤，反之， 則靠近，利用白板作為成像屏幕，不僅材料制作方便，而且對成像效果也較好，當一束單色 平行光垂直照到光盤上時，k相同的衍射光線具有相同的0角，因此半徑相同的入射點，其 衍射光線以光盤中心軸線為對稱軸旋轉對稱，構成一個圓錐面，該圓錐面投影到屏幕或墻 壁上時，即構成一個單色圓環.若把單色光改為白光，不同波長的色光，有不同的0角，分 別對應各自的圓環，最外層為紅光，從外往內依次為紅橙黃綠藍靛紫，從而構成了人造"彩 虹"。
[0014] 如圖2圖3所示，所述光源生成單元（5)包括反射鏡（51)以及反射鏡夾緊架（52)， 所述反射鏡夾緊架（52)包括外桿（521)以及設置于外桿（521)內部的內桿（522)，所述內桿 (522)與反射鏡（51)鉸接設置，并且內桿（522)可在外桿（521)內滑動，所述內桿（522)外 壁以及外桿外壁均設有通孔（523)，所述通孔（523)內設有將內桿（522)以及外桿（521)固 定的固定軸（524)。所述反射鏡（51)可將太陽光反射到裝置中，使光線通過圓孔垂直射到 光盤表面。反射鏡可以將太陽光反射到光盤表面，這樣不僅起到了光源的引導，而且對光源 的聚焦起到了一定作用，使得成像效果較好。而且反射鏡可以在內桿上鉸接，內桿又可上下 移動，方便了對太陽光的反射。所述光盤夾緊單元（3)包括滑動軌道（31)以及光盤夾緊件 (32 )，所述光盤夾緊件（32 )包括夾緊端（321)以及移動端（322 )，所述移動端（322 )為矩形 移動塊，所述移動塊可在滑動軌道內自由滑移，所述夾緊端由兩個相對設置的夾手組成，所 述夾手中設有復位彈簧。光盤夾緊件可以將光盤更好的固定于一側，方便光源通過圓孔對 光盤進行衍射，另一方面光盤夾緊件中包括軌道，這樣可以調節光盤與成像屏幕之間的距 離，讓彩虹能更好的成像于白板上。
【主權項】
1. 一種利用光盤成像彩虹的裝置，其特征在于：所述裝置包括光盤，日照光源生成單 元，成像屏幕，光盤夾緊單元，所述成像屏幕為白板，所述白板中心設有圓孔，所述光盤對準 該圓孔豎直放置所述日照光光源設置于白板一側，所述光盤設置于白板另一側。2. 根據權利要求1所述的利用光盤成像彩虹的裝置，其特征在于：所述光源生成單元 包括反射鏡以及反射鏡夾緊架，所述反射鏡夾緊架包括外桿以及設置于外桿內部的內桿， 所述內桿與反射鏡鉸接設置，并且內桿可在外桿內滑動，所述內桿外壁以及外桿外壁均設 有通孔，所述通孔內設有將內桿以及外桿固定的固定軸。3. 根據權利要求1所述的利用光盤成像彩虹的裝置，其特征在于：所述光盤夾緊單元 包括滑動軌道以及光盤夾緊件，所述光盤夾緊件包括夾緊端以及移動端，所述移動端為矩 形移動塊，所述移動塊可在滑動軌道內自由滑移，所述夾緊端由兩個相對設置的夾手組成， 所述夾手中設有復位彈簧。
【專利摘要】本實用新型包括一種利用光盤成像彩虹的裝置，所述裝置包括光盤，日照光源生成單元，成像屏幕，光盤夾緊單元，所述成像屏幕為白板，所述白板中心設有圓孔，所述光盤對準該圓孔豎直放置所述日照光光源設置于白板一側，所述光盤設置于白板另一側。依據上述原理，將成像屏幕置于一處，再分別將光盤以及光源置于左、右兩側，再將成像屏幕中挖一圓孔，通過將光源中的光經過圓孔再照射至光盤上，通過光盤的表面在衍射回屏幕表面，就可以清晰的得到彩虹，而其中，成像屏幕的大小根據近大遠小的原理進行設置，當屏幕較小時，必須將屏幕遠離光盤，反之，則靠近，利用白板作為成像屏幕，不僅材料制作方便，而且對成像效果也較好。
【IPC分類】G09B23/22
【公開號】CN204667754
【申請號】CN201520389824
【發明人】孔興隆, 張銀榮, 王健浩
【申請人】溫州市龍灣區永強中學
【公開日】2015年9月23日
【申請日】2015年6月8日