科创中国
能在黑板上测量折射率演示光学折反射定律的装置
成果类型：: 发明专利
发布时间: 2026-04-21 10:24:04
科技成果产业化落地方案
方案提交机构：成果发布人| 徐景新 | 2026-04-21 10:24:04
能在黑板上测量折射率演示光学折反射定律的装置，由圆盘形永磁铁、刻度圆盘、磁铁安放槽、光学元件、套环、环壁穿孔、调节组合件、投影激光笔、T字形托板、小圆盘形永磁铁、柱形齿条、底座、小磁铁安放槽、激光笔安插组件、固定组件、小圆耳组成，利用现有黑板且有磁性的特点，把刻度盘、底座吸附在黑板上，光学元件固定在刻度盘上，投影激光笔安插在激光笔安插组件中，调节组合件与柱形齿条通过齿轮耦合带动激光笔安插组件移动，并结合激光笔安插组件的调节，在课堂黑板上演示光的折反射等定律、测量折射率。
该装置的核心技术在于“一体式光路模块-角度实时读取-介质快速更换”三维设计。主机集成半导体激光器（650nm）、可旋转光靶及360°精密刻度盘，旋转精度0.5°。透明介质模块采用矩形有机玻璃或玻璃砖，内置定位卡槽确保每次放置位置一致。演示时将装置吸附于黑板，调节入射角，可直观观察黑板上的入射光线、反射光线与折射光线，直接读取角度值代入斯涅耳定律计算折射率。装置还配备可切换的偏振片与半波片，用于演示偏振态对折射的影响。介质模块可快速更换为水槽、不同材质棱镜，拓展实验内容。
该装置可广泛应用于中学物理、大学普通物理及光学基础课程的课堂教学与随堂演示，特别适用于缺乏专业光学实验室的乡镇学校及大规模班级的互动教学。随着新课标对科学探究与实践能力培养的重视，对直观、便捷、低成本的实验教具需求持续增长。该装置还可拓展至科普场馆的互动展品、在线教育的光学实验远程演示，以及作为光学设计初学者的入门工具，具备广阔的市场前景。
南京科技职业学院是隶属于江苏省教育厅的全日制公办普通高等职业学院，地处南京江北新区，毗邻长江，环境优美。学校始建于1958年，办学历史深厚，是国家级骨干高职院校、江苏省高水平高职院校建设单位。学院以工科为主，化工、机电、信息、经管等多学科协调发展，设有多个特色专业群，其中精细化工技术、化工装备技术等专业在国内同类院校中享有较高声誉。学校坚持产教融合、校企合作，致力于培养高素质技术技能型人才，毕业生就业率长期保持高位，为区域经济社会发展提供了有力的人才支撑。
本成果产生的效益显著。教学效益上，将抽象的折反射定律转化为黑板上可见、可测的物理过程，帮助学生建立几何光学直觉，实验操作从15分钟缩短至3分钟，提升课堂效率。教育公平效益上，低成本、易操作的特性使偏远地区学校也能开展高质量光学实验，缩小城乡实验教学差距。经济效益上，为教育装备企业提供差异化产品，单套售价较传统分体式实验器材降低50%以上，易于学校批量采购。技术效益上，推动了教学仪器向集成化、板书融合化方向发展。产业层面，增强了我国在物理教学仪器领域的自主创新与设计能力。
技术转让，许可，合作所需资金需双方协商，此项技术想尽快落地，希望具备此项技术研发的技术方，能够尽快承接此项目。
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