一种红外线发光效果的科普演示方法
【专利摘要】本发明公开了一种红外线发光效果的科普演示方法，包括红外光源和红外线观测仪、红外线观测仪包括摄像装置和显示装置，摄像装置的镜头对着红外光源，摄像装置的视频信号输出端接显示装置的视频信号输入端；通过肉眼对比观察红外光源和显示装置屏幕上的影像体验红外线的发光效果。本发明的科普演示方法可以从不同角度直接展示红外线的光学特性，加深观察者对红外线性质的理解，无论是用于进行教学还是科普展示，效果都会非常明显。
【专利说明】 一种红外线发光效果的科普演不方法
[【技术领域】]
[0001]本发明涉及物理实验或科普展示，尤其涉及一种红外线发光效果的科普演示方法。
[【背景技术】]
[0002]红外线是指波长在700nm至2500nm之间的光波，由于人眼能够看到的光线波长在320nm-760nm之间，所以红外线虽然是自然界客观存在的光线，但人眼却无法看到，也正因为红外线不能被人眼看到这一特性，红外线在现代社会中有着及其广泛的使用，如各类遥控器、红外线自动门、红外线控制灯、红外摄像等等。
[0003]我国中学教育初中阶段的物理教学中，对红外线相关知识进行的介绍与探究。但目前初中教育及各类科普中，证实红外线存在的实验是这样的:先让一束白光通过三楞镜分光，在光谱中能看到的光成彩条形分布，在红色光以外看不到任何东西，此时将一个温度计放在红光以外的区域，能看到温度计的温度会缓慢升高，这说明红光以外有热源，而这一热源正是红外线，这样红外线就得到了间接证实。
[0004]以上实验利用了红外线的热效应，通过温度计显示温度升高来验证红外线的存在，但它由于是间接的验证方法，需要依靠逻辑推理才能推断出在看不到东西的地方有红外线存在，而且对红外线是光这一本质特性却毫无展示，因此以上实验不管是用于教学还是用于科普，效果都不是很理想的。
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【发明内容】
]
[0005]本发明要解决的技术问题是提供一种能够直接展示红外线光学特性的红外线发光效果的科普演示方法。
[0006]为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，一种红外线发光效果的科普演示方法，包括红外光源和红外线观测仪、红外线观测仪包括摄像装置和显示装置，摄像装置的镜头对着红外光源，摄像装置的视频信号输出端接显示装置的视频信号输入端；通过肉眼对比观察红外光源和显示装置屏幕上的影像体验红外线的发光效果。
[0007]以上所述的红外线发光效果的科普演示方法，红外光源和红外线观测仪放置在一个暗室中，在暗室中通过对比体验红外线的发光效果。
[0008]以上所述的红外线发光效果的科普演示方法，红外光源包括红外线发射装置和/或红外线反射装置。
[0009]以上所述的红外线发光效果的科普演示方法，红外光源是倒影成像装置，倒影成像装置包括机架、物屏、凸透镜和像屏，物屏包括红外发光管构成的红外发光体。
[0010]以上所述的红外线发光效果的科普演示方法，红外光源是红外光线折射装置，红外光线折射装置包括红外发光体、凸透镜、小孔遮光板和玻璃水箱，红外发光体发射的一束红外线通过凸透镜聚焦，变为平行光，然后经过小孔遮光板，斜射入玻璃水箱的水中。
[0011]以上所述的红外线发光效果的科普演示方法，红外光源包括投影仪和投影屏幕，投影仪的光源为红外光源，投影仪的幻灯片是黑白幻灯片，摄像装置的镜头对着投影屏幕，通过肉眼观察投影屏幕与观看显示装置屏幕上的影像进行对比，体验红外线的发光效果。
[0012]以上所述的红外线发光效果的科普演示方法，红外光源是万花筒，万花筒的底部包括红外发光体，顶部包括观看孔，通过肉眼观察万花筒内的景像与通过红外线观测仪的显示屏观看万花筒内的景像进行对比，体验红外线的发光效果。
[0013]以上所述的红外线发光效果的科普演示方法，红外光源是LED显示屏，LED显示屏的LED灯是红外发光二极管，通过肉眼观察红外LED显示屏与通过红外线观测仪的显示屏观看红外LED显示屏进行对比，体验红外线的发光效果。
[0014]以上所述的红外线发光效果的科普演示方法，红外线观测仪是智能手机或数码相机。
[0015]本发明的科普演示方法可以从不同角度直接展示红外线的光学特性，无论是用于进行教学还是科普展示，效果都会非常明显。
[【专利附图】
【附图说明】]
[0016]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明。
[0017]图1是本发明实施例1红外线观测仪的外观图。
[0018]图2是本发明实施例2红外线观测仪工作示意图。
[0019]图3是本发明实施例3红外线倒影成像装置结构示意图。
[0020]图4是本发明实施例4红外线折射实验装置结构示意图。
[0021]图5是本发明实施例5红外线投影仪结构示意图。
[0022]图6是本发明实施例6红外万花筒结构示意图。
[0023]图7是本发明实施例7红外显示屏外观图。
[【具体实施方式】]
[0024]实现本发明的第一步就是制造一个红外线观测仪，本发明实施例1红外线观测仪如图1所示，它有以下几部分组成:摄像头1、外壳2和显示屏3。摄像头I的视频信号输出端接显示屏的视频信号输入端。
[0025]有了红外线观测仪，就可以通过它观看各种各样的红外线光学实验了。在没有专业的红外线观测仪时，大多数智能手机的摄像头和显示屏都能胜任以下的实验，另外，多数数码照相机也可以直接代替本发明的红外线观测仪。
[0026]本发明实施例2的实验如图2所示，在没有自然光的暗室中，放置一个笔筒4，因为没有自然光和光照，是看不到笔筒4的。用红外线光源5照射笔筒4，肉眼仍无法看见笔筒4，但通过红外线观测仪，就能看到笔筒4 了。此时，将红外线观测仪的摄像头I对着笔筒4，在红外线观测仪的显示屏3上就可以清楚看到笔筒4的影像4A。在此实验中，笔筒4本身不是红外线的发光体，而是红外线反射体。
[0027]由于红外线光源5不包含可见光，因此通过红外线观测仪显示屏3看到的笔筒4是黑白色的。
[0028]观察者通过肉眼对比观察物品和显示屏3上物品的影像可以体验到红外线的发光效果。[0029]本发明实施例3的实验如图3所示，在安装在光具座(机架)10的物屏6上布置一个由红外线发光二极管组成的箭头7，对红外线发光二极管通电让箭头7发出红外光，在微弱自然光下无法用肉眼看到红外箭头发出的红外光线，但利用红外线观测仪却能看到红外光。但通过借助红外线观测仪，调整凸透镜17与像屏的位置，最终在像屏8上可以观察到清晰倒立的红外光倒像9，这一实验充分展示了红外线是光这一本质特性。
[0030]本发明实施例4的实验如图4所示，红外线光源5发出的一束红外线通过透镜11聚焦，变为平行光，然后经过开小孔的遮光板12，斜射入玻璃水箱13的水1301中。在无自然光的环境里，肉眼是什么也看不到的，但借助红外线观测仪，将摄像头I对着实验设备，从显示屏上能清晰地看到射出的红外线以及红外线在入水后发生的折射现象，本实施例再次证明，红外线具有光的特性。
[0031]本发明实施例5的实验如图5所示，为使红外线观测仪下做的实验更加生动有趣，本实施例利用一台红外线投影仪，这台投影仪使用红外线光源5，制作好黑白幻灯片14，幻灯片14可以是每张独立的，也可以是内容连续可转动产生动画效果的，当用此投影仪播放时，肉眼在屏幕15上是看不到东西的，当用红外线观测仪的摄像头对着屏幕15，却能通过红外线观测仪的显示屏看到屏幕15上红外光播放的画面1501。通过肉眼观察投影屏幕15与观看红外线观测仪的显示屏上的影像进行对比，可以体验红外线的发光效果和红外线的光本质。
[0032]本发明实施例6的实验如图6所示，与传统万花筒的区别是以红外线光源5作为的万花筒的光源，本发明实施例6的万花筒因用红外线为光源，所有用肉眼是什么也看不到的，但当将红外线观测仪的摄像头I对准万花筒的观看孔16时，通过红外线观测仪的显示屏3就能看到万花筒内变幻莫测的黑白图案了。观察者可以通过肉眼观察万花筒内的景像与通过红外线观测仪的显示屏观看万花筒内的景像进行对比，体验红外线的发光效果。
[0033]本发明实施例7的装置如图7所示，普通的LED显示屏都是用可见光的发光二极管制作的，本发明实施例7所涉及的LED屏是用红外线发光二极管18来制造，其他控制电路与可见光的LED显示屏完全一样，这样只要在普通LED显示屏上能显示的内容，在红外线LED屏上也可显示，但红外线LED屏上的图像肉眼直接是看不到的，将红外线观测仪的摄像头对着红外线LED屏，从红外线观测仪的显示屏上就能看到外线LED屏上显示的内容了。这样，观看者会在看见与看不见的转换之间，产生强烈的视觉反差，从而对红外线产生更深刻的认识，用这样的外线LED屏上进行教学、科普展示，效果将会非常明显。
[0034]本发明以上实施例与现有技术相比有如下优点:
[0035]1.原有红外线展示实验是用红外线的热效应间接证实的，而本发明的实验是用摄像头本身就能对红外线感光的这一特性而直接证实的，直接证实比间接证实效果要好。
[0036]2.现有技术的实验只展示了红外线具有热效应这一特性，但对红外线本身是光这一特性却没能展示，本发明以上实施例，从多个角度展示了红外线的光学特性，很好地补充了现有技术实验的不足。
[0037]3.现有技术实验用温度计的升高来验证红外线的存在，实验效果不易观察，且受环境气温影响很大，实验成功率低，本发明项目设计的实验，用红外观测仪来直接观看红外线光，对实验环境要求很低，只要仪器正常，实验几乎不会失败，而且效果明显。
[0038]4.现有技术实验的实验器材较为固定不易替代，本发明以上实施例的实验，器材选择灵活，如红外线观测仪，在没有专业器材时，大多数智能手机的摄像头和显示屏就可以取代，有些数码照相机也可以直接代替本实验的红外线观测仪。
[0039]5.本发明以上实施例的实验，充分展示了红外线的光学特性，看过的人都会清楚地认识到，眼睛看不到的东西，摄像头却是可以拍到的，这样在大量安装摄像头的现代社会里，各种犯罪活动将可能下降，因为看过本实验的人都会明白黑夜是掩盖不了犯罪行为的，因此本实验的广泛展示会对潜在的犯罪分子有较好的震慑作用，而现有技术的实验是不可能有这样的社会效应的。
[0040]6.本发明以上实施例实验内容丰富，完全可以将所有实验设计到一间活动的暗室中，有志于文化创业的个人和团体，可以将这样的实验暗室放在人员密度大的公共场所，为对科学感兴趣的人们提供科普服务，当然这样的服务是可以合理收费的，这样一来本项目既能给社会创造就业机会，又能普及科技知识，还能给国家创造税收，这些都是现有技术实验无法相比的。
【权利要求】
1.一种红外线发光效果的科普演示方法，其特征在于，包括红外光源和红外线观测仪、红外线观测仪包括摄像装置和显示装置，摄像装置的镜头对着红外光源，摄像装置的视频信号输出端接显示装置的视频信号输入端；通过肉眼对比观察红外光源和显示装置屏幕上的影像体验红外线的发光效果。
2.根据权利要求1所述的红外线发光效果的科普演示方法，其特征在于，红外光源和红外线观测仪放置在一个暗室中，在暗室中通过对比体验红外线的发光效果。
3.根据权利要求1所述的红外线发光效果的科普演示方法，其特征在于，红外光源包括红外线发射装置和/或红外线反射装置。
4.根据权利要求1所述的红外线发光效果的科普演示方法，其特征在于，红外光源是倒影成像装置，倒影成像装置包括机架、物屏、凸透镜和像屏，物屏包括红外发光管构成的红外发光体。
5.根据权利要求1所述的红外线发光效果的科普演示方法，其特征在于，红外光源是红外光线折射装置，红外光线折射装置包括红外发光体、凸透镜、小孔遮光板和玻璃水箱，红外发光体发射的一束红外线通过凸透镜聚焦，变为平行光，然后经过小孔遮光板，斜射入玻璃水箱的水中。
6.根据权利要求1所述的红外线发光效果的科普演示方法，其特征在于，红外光源包括投影仪和投影屏幕，投影仪的光源为红外光源，投影仪的幻灯片是黑白幻灯片，摄像装置的镜头对着投影屏幕，通过肉眼观察投影屏幕与观看显示装置屏幕上的影像进行对比，体验红外线的发光效果。
7.根据权利要求1所述的红外线发光效果的科普演示方法，其特征在于，红外光源是万花筒，万花筒的底部包括红外发光体，顶部包括观看孔，通过肉眼观察万花筒内的景像与通过红外线观测仪的显示屏观看万花筒内的景像进行对比，体验红外线的发光效果。
8.根据权利要求1所述的红外线发光效果的科普演示方法，其特征在于，红外光源是LED显示屏，LED显示屏的LED灯是红外发光二极管，通过肉眼观察红外LED显示屏与通过红外线观测仪的显示屏观看红外LED显示屏进行对比，体验红外线的发光效果。
9.根据权利要求1所述的红外线发光效果的科普演示方法，其特征在于，红外线观测仪是智能手机或数码相机。
【文档编号】G09B23/22GK104021715SQ201410276399
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年6月19日 优先权日:2014年6月19日
【发明者】王建忠 申请人:王建忠