專利名稱：霧、液式光學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及教學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器，特別是涉及用于中學(xué)物理光學(xué)實(shí)驗(yàn)的儀器。
技術(shù)背景目前全國中學(xué)光學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)使用的實(shí)驗(yàn)儀器僅有編號為J2528型的"光的反 射折射演示器"和編號為J2501的"光具盤"。上述實(shí)驗(yàn)儀器把平行光作為光源，在使 用中不能很好地表現(xiàn)出光路，實(shí)驗(yàn)效果不好；有的通過向空中噴霧來顯示光路，但霧氣 很快消散、光路隨即消失，難以控制。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的，就是把中學(xué)教學(xué)中諸多的光學(xué)實(shí)驗(yàn)集中在一個(gè)密閉的實(shí) 驗(yàn)儀器內(nèi)進(jìn)行，使實(shí)驗(yàn)操作更簡單，實(shí)驗(yàn)過程的各種因素更易于控制，形成的光路明亮 穩(wěn)定，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。
本實(shí)用新型解決上述問題的技術(shù)方案如下設(shè)計(jì)一種霧、液式光學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)儀， 包括透明且封閉的外殼；殼體內(nèi)置的凸透鏡、凹透鏡、平面鏡、漫反射金屬箔龜、半 圓形玻璃磚；刻在殼體外表面正面上的光的折射量角器、光的反射量角器、凸透鏡符號、 凹透鏡符號、平面鏡符號、界面線、共用法線、透鏡主軸線；通過小磁鐵貼在外殼后擋 板上的鐵片及激光筆及底座。使用時(shí)再根據(jù)需要充入煙霧或混合液。當(dāng)激光穿過煙霧或 混合液時(shí)會(huì)發(fā)生散射，產(chǎn)生明亮穩(wěn)定的光路。
本實(shí)用新型的有益效果是本實(shí)用新型通過實(shí)施以上技術(shù)方案，把中學(xué)物理光學(xué) 教學(xué)中的光的直線傳播實(shí)驗(yàn)、光的反射及反射規(guī)律實(shí)驗(yàn)、水對光的折射實(shí)驗(yàn)、玻璃對光 的折射及光的折射規(guī)律實(shí)驗(yàn)、光的漫反射與鏡面反射實(shí)驗(yàn)、光的全反射及臨界角測定實(shí) 驗(yàn)、光垂直入射水面或玻璃磚表面實(shí)驗(yàn)、凸透鏡的會(huì)聚作用實(shí)驗(yàn)、凹透鏡的發(fā)散作用實(shí) 驗(yàn)集中在一個(gè)封閉的儀器內(nèi)進(jìn)行，使實(shí)驗(yàn)操作更簡單，便于控制各因素，能產(chǎn)生明亮穩(wěn) 定的光路，并能從正面的量角器上讀出入射角、反射角、折射角、臨界角的度數(shù)及凸透 鏡的焦距。
圖1是本實(shí)用新型霧、液式光學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)儀的主視剖視示意圖。
圖2是本實(shí)用新型霧、液式光學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)儀的主視示意圖。 圖3是本實(shí)用新型霧、液式光學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)儀的左視剖視示意圖。
具體實(shí)施方式
結(jié)合上述附圖進(jìn)一步說明本實(shí)用新型的實(shí)施例。
由圖1和圖2中可看出，這種霧、液式光學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)儀，包括透明的外殼1、外 殼后擋板2、位于儀器頂部可左右開合的透明儀器活動(dòng)蓋3、控制儀器活動(dòng)蓋3運(yùn)動(dòng)軌 道的凹槽4、用于吸住鐵片13的嵌在外殼后擋板2上的小磁鐵5、用作光源的激光筆 14、底座ll、內(nèi)置的凸透鏡6、凹透鏡7、漫反射金屬箔龜8、半圓形玻璃磚9、平面 鏡10;在外殼正面表盤12上刻有光的折射量角器17、光的反射量角器18、界面線16、 光的折射與反射共用法線15、顯示凸透鏡所在位置的凸透鏡符號19、顯示凹透鏡所在 位置的凹透鏡符號20、顯示平面鏡所在位置的平面鏡符號21、顯示凸透鏡6和凹透鏡 7的主軸位置的透鏡主軸線22。
使用中，首先打開儀器活動(dòng)蓋3，向儀器內(nèi)注入適量煙霧，封閉儀器活動(dòng)蓋3，然 后取鐵片13置于儀器弧形頂部上，鐵片13被小磁鐵5吸引緊貼在外殼后擋板2上，接 著把激光筆14利用磁性緊貼在鐵片13上，激光筆14可隨鐵片13沿儀器弧形頂部移動(dòng) 至任何所選位置。
做光的反射規(guī)律實(shí)驗(yàn)時(shí)，把激光筆14以所選角度射向共同法線15與平面鏡符號 21相交點(diǎn)所對應(yīng)平面鏡10上的點(diǎn)，激光穿過煙霧時(shí)發(fā)生散射產(chǎn)生明亮穩(wěn)定的光路，可 從外殼正面上的光的反射量角器18上讀出入射角和反射角，并總結(jié)出光的反射規(guī)律。
做玻璃對光的折射及折射定律實(shí)驗(yàn)時(shí)，激光筆14以所選角度對準(zhǔn)界面線16與共 用法線15的相交點(diǎn)所對應(yīng)的半圓形玻璃9上的點(diǎn)入射，產(chǎn)生明亮穩(wěn)定的光路，結(jié)合光 路與儀器正面上的光的折射量角器讀出入射角、折射角的度數(shù)并總結(jié)出光的折射規(guī)律。
做水對光的折射實(shí)驗(yàn)時(shí)，在水中滴入少許豆奶并注入儀器內(nèi)，使液面達(dá)到界面線 16處，再注入煙霧，然后用激光筆以所選角度對準(zhǔn)界面線16與共用法線15的相交點(diǎn) 所對應(yīng)半圓V形玻璃磚9上的點(diǎn)入射，產(chǎn)生明亮穩(wěn)定的入射光路和折射光路，結(jié)合儀器 正面上的光的折射量角器可讀出入射角和折射角的度數(shù)。
做光的鏡面反射和漫反射實(shí)驗(yàn)時(shí)，注入煙霧并用兩支平行放置的激光筆14依次照 射平面鏡7和漫反射金屬箔龜8，產(chǎn)生的鏡面反射和漫反射光路明亮清晰，比較它們的 不同。
做凸透鏡的會(huì)聚作用實(shí)驗(yàn)時(shí)，取兩只激光筆14平行吸附在鐵片13上并貼在外殼 后擋板2右側(cè)的小磁鐵5上，注入煙霧并用激光筆14平行于透鏡主軸線22射向凸透鏡 6，可看到明亮的光路經(jīng)凸透鏡折射后會(huì)聚于一點(diǎn)，結(jié)合透鏡主軸線的刻度可讀出凸透 鏡的焦距。
做凹透鏡的發(fā)散作用實(shí)驗(yàn)時(shí)，取兩只激光筆14平行吸附在鐵片13上并貼住外殼 后擋板2左側(cè)的小磁鐵上，注入煙霧并用激光筆14平行于透鏡主軸線22射向凹透鏡7， 可見明亮的光路徑凹透鏡折射后向外發(fā)散。
做光沿直線傳播實(shí)驗(yàn)時(shí)，注入煙霧并用激光筆14從儀器外殼的右側(cè)射向左側(cè)，產(chǎn) 生明亮平直的光路。
做光的全反射及臨界角測定實(shí)驗(yàn)時(shí)，注入煙霧并用激光筆14透過儀器活動(dòng)蓋3射 向半圓形玻璃磚9的平直面，不斷增大入射角直至折射光線消失，結(jié)合折射量角器讀出 臨界角的讀數(shù)。
做光垂直入射玻璃表面實(shí)驗(yàn)時(shí)，注入煙霧并用激光筆14垂直于半圓形玻璃磚9的
平直面入射，觀察有無折射現(xiàn)象。
由圖1中可看出，所述實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)有可左右開合的透明的儀器活動(dòng)蓋3。
由圖1中可看出，所述實(shí)驗(yàn)儀設(shè)有控制儀器活動(dòng)蓋3運(yùn)動(dòng)軌道的凹槽4。
由圖1和圖3中可看出，所述實(shí)驗(yàn)儀外殼后擋板上嵌有小磁鐵5。
由圖1中可看出，所述實(shí)驗(yàn)儀的凹槽4、儀器活動(dòng)蓋3及外殼后擋板2的頂部邊
沿在同一同心圓上。
由圖2中可看出，所述實(shí)驗(yàn)儀設(shè)有鐵片13和激光筆14。
由圖2中可看出，所述實(shí)驗(yàn)儀外殼正面表垂12上刻有共用法線15、界面線16、 光的折射量角器17、光的反射量角器18、凸透鏡符號19、凹透鏡符號20、平面鏡符號 21、透鏡主軸線22。
由圖2中可看出，所述實(shí)驗(yàn)儀外殼正面表盤12上的共用法線15位于外殼正面表 盤12的中央并與界面線16、透鏡主軸線22、平面鏡符號21垂直相交。
由圖2中可看出，所述實(shí)驗(yàn)儀外殼正面表盤12上的光的反射量角器設(shè)有內(nèi)、外兩 道弧形刻度線，內(nèi)弧半徑小于外弧半徑。
由圖1中可看出，所述實(shí)驗(yàn)儀的半圓形玻璃磚9設(shè)置在儀器內(nèi)后壁的中央且平直 面向上與界面線16平齊。
權(quán)利要求1、一種霧、液式光學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)儀，包括透明的外殼(1)、內(nèi)置的凸透鏡(6)、凹透鏡(7)、漫反射金屬箔龜(8)、半圓形玻璃磚(9)、平面鏡(10)和刻于外殼正面表盤(12)上的光的折射量角器(17)、光的反射量角器(18)、共用法線(15)及界面線(16)；其特征在于凸透鏡(6)、凹透鏡(7)、漫反射金屬箔龜(8)、半圓形玻璃磚(9)、平面鏡(10)都安裝在封閉的外殼(1)內(nèi)，凸透鏡(6)位于實(shí)驗(yàn)儀內(nèi)的右側(cè)、凹透鏡(7)位于實(shí)驗(yàn)儀內(nèi)的左側(cè)、凸透鏡(6)與凹透鏡(7)位置等高且主軸重合；漫反射金屬箔龜(8)和平面鏡(10)設(shè)置于實(shí)驗(yàn)儀內(nèi)底部；半圓形玻璃磚(9)設(shè)置在實(shí)驗(yàn)儀內(nèi)后板壁上，其平直面向上與外殼正面表盤(12)上的界面線(16)平齊；外殼正面表盤(12)上刻有光的折射量角器(17)、光的反射量角器(18)、共用法線(15)、界面線(16)、顯示凸透鏡(6)所在位置的凸透鏡符號(19)、顯示凹透鏡(7)所在位置的凹透鏡符號(20)、平面鏡符號(21)、透鏡主軸線(22)；共用法線(15)設(shè)置在外殼正面表盤(12)的中央，并垂直平分界面線(16)、透鏡主軸線(22)、平面鏡符號(21)，平分光的折射量角器(17)、光的反射量角器(18)；凹透鏡符號(20)設(shè)置在共用法線(15)左側(cè)，凸透鏡符號(19)設(shè)置在共用法線(15)右側(cè)，且它們到共用法線的距離相等。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的霧、液式光學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)儀，其特征在于實(shí)驗(yàn)儀頂部設(shè) 有可左右開合的弧形透明儀器活動(dòng)蓋(3)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的霧、液式光學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)儀，其特征在于光的反射量角 器(18)設(shè)有內(nèi)、外兩道弧形刻度線，內(nèi)弧半徑小于外弧半徑。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的霧、液式光學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)儀，其特征在于光的折射量角 器(17)及界面線(16)設(shè)置在光的反射量角器(18)的內(nèi)弧刻度線與外弧刻度線之間。其圓心 與共用法線(15)和界面線(16)的相交點(diǎn)重合。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的霧、液式光學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)儀，其特征在于光的反射量角 器(18)的圓心設(shè)置在共用法線(15)與平面鏡符號(21)的相交點(diǎn)上。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的霧、液式光學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)儀，其特征在于光的折射、光 的反射實(shí)驗(yàn)只共用一條法線(15),,
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的霧、液式光學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)儀，其特征在于實(shí)驗(yàn)儀頂部設(shè)置有控制儀器活動(dòng)蓋(3)運(yùn)動(dòng)軌道的凹槽(4)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的霧、液式光學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)儀，其特征在于外殼后擋板(2)的上部及左右兩側(cè)都嵌有小磁鐵(5)。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的霧、液式光學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)儀，其特征在于光的反射量角 器18上的兩道弧形刻度線、弧形凹槽、外殼后擋板(2)的上部邊沿、弧形透明的儀器活 動(dòng)蓋(3)都在一個(gè)同心圓上，其圓心位于共用法線(15)與平面鏡符號(21)的相交點(diǎn)上。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的霧、液式光學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)儀，其特征在于實(shí)驗(yàn)儀配有 小鐵片(13)及激光筆(14)、底座(ll)。
11、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的霧、液式光學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)儀，其特征在于半圓形玻璃磚的厚度小于儀器的厚度。12根據(jù)權(quán)利要求1所述的霧、液式光學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)儀，其特征在于實(shí)驗(yàn)儀在工作 時(shí)要充入煙霧或水和豆奶的混合液。
專利摘要一種霧、液式光學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)儀，包括儀器外殼1、內(nèi)置的凸透鏡6、凹透鏡7、漫反射金屬箔龜8、半圓形玻璃磚9、平面鏡10、配合激光筆14、封閉的煙霧、混合液，利用煙霧、混合液對激光的散射產(chǎn)生明亮穩(wěn)定的光路來完成中學(xué)物理光學(xué)教材中的光沿直線傳播、光的反射規(guī)律、水對光的折射、玻璃對光的折射及折射規(guī)律、光的漫反射與鏡面反射、光的全反射及臨界角測定、光垂直入射水面或玻璃、凸透鏡的會(huì)聚作用、凹透鏡的發(fā)散作用等光學(xué)實(shí)驗(yàn)。本實(shí)驗(yàn)儀全部用透明塑料或玻璃制成，成本低、效果好，易于操作。
文檔編號G09B23/22GK201057575SQ20062014461
公開日2008年5月7日 申請日期2006年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月29日
發(fā)明者黃學(xué)時(shí) 申請人:黃學(xué)時(shí)