不斜翁球形激光水平儀

謝秉汶

開學(xué)之初，老師讓我把課表、班規(guī)等貼在墻上。我貼了好幾次，總是一頭高一頭低。所以，我想制作一個方便的水平儀。一次偶然，我注意到一碗水無論碗怎么傾斜，碗里的水面總是水平的，于是我想到用水和激光筆制作一個“不斜翁”。

我發(fā)明的不斜翁球形激光水平儀結(jié)構(gòu)如圖1。球形容器內(nèi)液體裝到一半，圓形水平浮子覆于液面，激光發(fā)射器安裝在水平浮子上表面，電源置于球體外面。因?yàn)橐后w的流動性，無論球體如何傾斜，水平浮子總是保持水平狀態(tài)。因此，激光發(fā)射器發(fā)出的激光經(jīng)柱形透鏡折射后總保持水平狀。

我用激光筆發(fā)出平行光線，再經(jīng)柱形透鏡匯聚之后發(fā)散，可在屏面上顯示一條光線，如圖2，再與液面總是水平這一特點(diǎn)結(jié)合，就得到了總是水平的激光線。

為了使水平浮子可以承載激光發(fā)射器，我用泡沫板制作浮子，球內(nèi)液體采用密度較大的機(jī)油，減少液體的晃動。

將水平儀設(shè)計(jì)成球形并將柱形透鏡放在球心，是為了保證發(fā)出的光線不會因?yàn)榍蝮w折射而改變光的傳播方向。

不斜翁球形激光水平儀采用液面確定水平，比水泡式水平儀能更精確地確定水平狀態(tài)。除檢測水平外，還能標(biāo)示水平，而且不必調(diào)節(jié)自身水平，可以安裝在帽子、支架等物品上實(shí)現(xiàn)更多功能。

在今后的研究中，我還將完善這個發(fā)明，如將球體改用不易碎的透明材料制作；球內(nèi)液體采用密度更大、黏性更小的液體；用遙控開關(guān)控制該水平儀，避免外接導(dǎo)線影響水平浮子的靈活性等。（指導(dǎo)老師：彭向斌）