一種激光計時導軌的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及物理教學的實驗設計，尤其涉及的是，一種激光計時導軌。
【背景技術】
[0002]一些普通物理運動學實驗教具多年沒有改進，例如，名稱為數字計時導軌實驗小車的中國專利，其申請?zhí)枮?0216765.0，一種普通物理運動學實驗中用于測定時間的數字計時導軌實驗小車。本實用新型的特征是在導軌板面邊緣的淺槽內裝有兩個可滑動的控制電子表秒功能的開關，此兩個控制開關用導線分別與電子表的秒功能開關并聯，在物理小車一側的支架上裝有與電子表秒功能開關的控制開關相配合使用的實現對秒功能開關控制的控制元件，在電子表的秒功能開關上并接一單芯插孔。本實用新型用于普通物理運動學實驗中所有測定時間的實驗。
[0003]但是，在二十多年之后，激光技術的發(fā)展，使得計時導軌實驗存在改進的空間，達到更加精確的效果。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型提供一種新的激光計時導軌，所要解決的技術問題是如何采用激光技術實現計時導軌、簡化光路、減少接收器數量、有效實現快速移動物體的計時及測速、采用若干反射鏡與半導體激光器形成一條光路、采用至少兩對反射鏡進行光的反射、采用反射鏡與導軌的配合形成可用于測速的至少兩段光路、可配合多種信號接收裝置使用等。
[0005]本實用新型的技術方案如下:一種激光計時導軌，其包括激光器電源、半導體激光器、導軌、反射鏡組、光敏管以及放大器；所述激光器電源連接所述半導體激光器，用于為所述半導體激光器提供電源；所述反射鏡組包括若干反射鏡，各所述反射鏡分別設置于所述導軌兩側，并且與所述半導體激光器形成一條光路；其中，各所述反射鏡分別順序反射所述半導體激光器的激光，輸出到所述光敏管；所述光敏管的輸出端連接所述放大器；其中，所述反射鏡組的若干反射鏡中，包括至少兩對反射鏡；每一對反射鏡包括位于所述導軌一側的甲反射鏡以及位于所述導軌另一側的乙反射鏡；所述甲反射鏡與所述乙反射鏡之間形成橫穿所述導軌的一段光路。
[0006]優(yōu)選的，所述激光計時導軌還包括一聲卡，所述聲卡連接所述放大器的輸出端。
[0007]優(yōu)選的，所述激光計時導軌還包括一計算機，所述計算機連接所述聲卡的輸出端。
[0008]優(yōu)選的，所述激光計時導軌還包括一小車，所述小車設置在所述導軌上。
[0009]優(yōu)選的，所述光敏管為紅外光敏二極管。
[0010]優(yōu)選的，所述反射鏡為全反射三棱鏡。
[0011]優(yōu)選的，所述反射鏡組中，包括至少三對反射鏡。
[0012]優(yōu)選的，所述反射鏡組中，包括至少四對反射鏡。
[0013]優(yōu)選的，所述反射鏡組中，還包括一位于所述一條光路末端的反射鏡。
[0014]優(yōu)選的，位于所述光路末端的反射鏡與所述半導體激光器設置于所述導軌的同一側。
[0015]實施本實用新型，具有如下有益效果:采用激光技術實現計時導軌、簡化光路、減少接收器數量、有效實現快速移動物體的計時及測速、采用若干反射鏡與半導體激光器形成一條光路、采用至少兩對反射鏡進行光的反射、采用反射鏡與導軌的配合形成可用于測速的至少兩段光路、可配合多種信號接收裝置使用等，便于作為教學演示，令學生學習自然物理科學。
【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型的一個實施例的示意圖。
【具體實施方式】
[0017]為更好的說明本實用新型的目的、技術方案和優(yōu)點，下面將結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步說明。
[0018]本實用新型的一個實施例是，一種激光計時導軌，其包括激光器電源、半導體激光器、導軌、反射鏡組、光敏管以及記錄裝置；例如，所述記錄裝置包括一放大器；又如，記錄裝置還包括與放大器連接的計算機等?；蛘?，記錄裝置還可以是其他能夠記錄光敏管輸出信號的裝置或電路；例如，光敏管還設置模數轉換模塊，用于將模擬信號轉換為數字信號，由所述記錄裝置進行記錄或者所述放大器放大后作為記錄信號輸出。
[0019]所述激光器電源連接所述半導體激光器，用于為所述半導體激光器提供電源；所述反射鏡組包括若干反射鏡，各所述反射鏡分別設置于所述導軌兩側，并且與所述半導體激光器形成一條光路；其中，各所述反射鏡分別順序反射所述半導體激光器的激光，輸出到所述光敏管；所述光敏管的輸出端連接所述放大器；其中，所述反射鏡組的若干反射鏡中，包括至少兩對反射鏡；每一對反射鏡包括位于所述導軌一側的甲反射鏡以及位于所述導軌另一側的乙反射鏡；所述甲反射鏡與所述乙反射鏡之間形成橫穿所述導軌的一段光路，在教學演示中，當導軌上的運動物體經過橫穿所述導軌的每一段光路時，會短暫遮擋光線，使得光路中斷，此時光敏管發(fā)出光路中斷的信號通知，經所述放大器放大后輸出；需要說明的是，這些信號通知、放大信號，不是本實用新型所要求保護的范圍，本實用新型所要求保護的是該激光計時導軌的結構，其配合或包括這些檢測裝置、記錄裝置使用，可以實現演示教學功能。
[0020]這樣，達到的技術效果包括:采用激光技術實現計時導軌、簡化光路、減少接收器數量、有效實現快速移動物體的計時及測速、采用若干反射鏡與半導體激光器形成一條光路、采用至少兩對反射鏡進行光的反射、采用反射鏡與導軌的配合形成可用于測速的至少兩段光路、可配合多種信號接收裝置使用等，便于作為教學演示，令學生學習自然物理科學。
[0021]為了減少測量誤差，優(yōu)選的，所述一段光路垂直于所述導軌，例如，甲反射鏡與乙反射鏡之間的光線，垂直于所述導軌；優(yōu)選的，存在光路的各甲反射鏡之間的光線，以及存在光路的各乙反射鏡之間的光線，均平行于所述導軌。這樣，所達到的技術效果是，導軌上的運動物體經過垂直于所述導軌的每一段光路時，距離易于計算，簡化了實驗數據，便于演示說明，也有利于學生學習。
[0022]為了解決如何有效檢測光路的技術問題，例如，所述光敏管為紅外光敏二極管。優(yōu)選的，所述光敏管根據所述半導體激光器設置，例如，所述光敏管的型號根據所述半導體激光器的輸出波長而設置。這樣，可以更精確地有效檢測光路。
[0023]為了便于用戶使用，無需另行購置運動物體，優(yōu)選的，所述激光計時導軌還包括一小車，所述小車設置在所述導軌上。為了免備電池或者更換電池，優(yōu)選的，所述小車設置太陽能電池板及其充電電路、蓄電池，用于驅動所述小車運動。為了便于提醒用戶，優(yōu)選的，所述激光計時導軌還包括一聲卡，所述聲卡連接所述放大器的輸出端，例如，光路每中斷一次，通過聲卡發(fā)出提示音；又如，采用聲卡進行模擬信號采樣與轉換，即其充當一個AD轉換器(模擬信號-數字信號轉換器)的作用，光敏管連接放大器，信號放大后由聲卡進行模數轉換，將模擬信號轉換為數字信號，由記錄裝置進行記錄或者作為記錄信號輸出。
[0024]或者，所述激光計時導軌還包括一計算機，所述計算機連接所述聲卡的輸出端，例如，光路每中斷一次，通過聲卡發(fā)出提示音或者發(fā)送信號給所述計算機。優(yōu)選的，所述光敏管為紅外光敏二極管。優(yōu)選的，所述反射鏡為全反射三棱鏡，或者，為了便于維修以及簡化產品，所述反射鏡為平面反射鏡，其中，各所述平面反射鏡分別與所述導軌成45度角，并且，每一對平面反射鏡中，甲反射鏡與乙反射鏡平行設置，兩者之間形成橫穿所述導軌的一段光路。這樣，易于維修激光計時導軌，某一平面反射鏡損壞時，可以直接用普通鏡子暫代。為了解決安裝反射鏡的問題，又如，導軌上設置若干對安裝孔，每一反射鏡對應設置一安裝插件，所述安裝插件插入對應的安裝孔中，以固定反射鏡的位置和反射方向。這樣，安裝方便，光路組配簡單。
[0025]如圖1所示，本實用新型的一個實施例是，一種激光計時導軌，其包括激光器電源100、半導體激光器200、導軌400、三棱鏡組500、光敏管600以及放大器700 ;所述激光器電源連接所述半導體激光器，用于為所述半導體激光器提供電源；所述半導體激光器輸出激光到所述三棱鏡組，例如，輸出到第一三棱鏡510。優(yōu)選的，所述