專利名稱：多功能積木式簡易光學(xué)教具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種可以通過組合若干光學(xué)元件觀察各種光學(xué)現(xiàn)象和進(jìn)行光學(xué)實(shí)驗(yàn)的教具－－多功能積木式簡易光學(xué)教具。
一般的幾何光學(xué)和物理光學(xué)實(shí)驗(yàn)是在光具座和光學(xué)臺架上進(jìn)行的，由于價格昂貴、限于實(shí)驗(yàn)室使用，難以普及，給學(xué)生學(xué)習(xí)光學(xué)知識帶來困難，迫切需要一種方便簡易可以攜帶，并在課堂內(nèi)外隨時搭架，以進(jìn)行若干光學(xué)實(shí)驗(yàn)的教具。
本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、一機(jī)多用，直觀可視性好，既可作為中學(xué)光學(xué)實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)儀器，又可作為學(xué)生第二課堂的智力開發(fā)的玩具，以完成中學(xué)全部光學(xué)實(shí)驗(yàn)和部分大學(xué)普通光學(xué)實(shí)驗(yàn)，進(jìn)而自己動手積木組合多種簡單光學(xué)儀器的光學(xué)教具。
本實(shí)用新型是這樣實(shí)施的由矩形盒體和基本光學(xué)元器件兩部份組成。專門設(shè)計的多功能盒體主要由上蓋和下底構(gòu)成，該盒體功能上類同一個光具座，以此盒體為基體，既可作為水平光學(xué)系統(tǒng)的導(dǎo)軌、立式光學(xué)系統(tǒng)的支架，也可以作為儀器盒。有限的幾種光學(xué)元器件是五種不同焦距的透鏡和與其適配的透鏡框架，透鏡置于這個可拆卸的框架內(nèi)并用透鏡壓板壓緊即構(gòu)成透鏡組，不置于透鏡時則為一個支架和光闌孔；專門設(shè)計的多功能目標(biāo)光闌可以構(gòu)成狹縫，小孔和目標(biāo)物；還有平面反光鏡、偏振片、透明玻片和磨砂玻片等。上述元器件與盒體的選配組合，即可圓滿完成設(shè)計目的。
以下結(jié)合附圖給出本實(shí)用新型的實(shí)施例


圖1、盒體的上蓋(a)和下底(b)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2、五只不同焦距的透鏡(T1－T5)；圖3、平面反光鏡、透明玻片和毛玻璃；圖4、透鏡框架結(jié)構(gòu)示意圖；圖5、目標(biāo)光闌結(jié)構(gòu)示意圖；圖6、透鏡焦距測量裝置示意圖；圖7、偏振光現(xiàn)象演示實(shí)驗(yàn)圖；圖8、簡易分光計裝置示意圖。
其中，1上蓋，2下底，3邊條，4標(biāo)尺，5盒體，6五只透鏡，7平面反光鏡，8透明玻片，9毛玻璃，10三棱鏡，11偏振片，12框架，13透鏡壓板，14目標(biāo)光闌，15檔板，16滑板，17光源，18分度尺。
如
圖1所示，由結(jié)構(gòu)相同的上蓋1及下底2構(gòu)成的可相吻合的盒體5和一套基本光學(xué)元器件構(gòu)成，且上蓋1和下底2的長邊框內(nèi)固定耐磨，有彈性的邊條3，以便在其中平動并能夾持光學(xué)元器件，上蓋1和下底2的內(nèi)底面長軸線方向上設(shè)有刻度標(biāo)尺4，綜合起到光具座或光學(xué)導(dǎo)軌的效能，上蓋1和下底2兩個長端面中央有半圓孔A和B，作為光學(xué)系統(tǒng)的通光孔或當(dāng)上蓋和下底吻合成盒體5時作為儀器箱的光窗用，上蓋1和下底2長邊框上還設(shè)有C和D半圓孔，作為垂直光路時的入射孔或出射孔用。最近相鄰的半圓孔(如A和C)的兩圓心距頂點(diǎn)(如O點(diǎn))等距，而盒體的長寬高之比為311。上述邊條3用一定彈性的橡膠等彈性材料制成。
基本光學(xué)元器件是刻有十字線的方形透明玻片8和平面反光鏡7各兩塊，毛玻璃9一塊，五只焦距(f)分別為5、10、15、－10、－15的光學(xué)透鏡6和與之相適配的五只透鏡的方形框架12(見圖4)，一只三棱鏡10，偏振片或立體電影眼鏡11及一只目標(biāo)光闌14(見圖5)。上述光學(xué)元器件在盒體內(nèi)置放者，其邊框尺度應(yīng)跟盒體相配合。上述框架12是一個帶有燕尾槽的外方內(nèi)有圓孔的結(jié)構(gòu)體，中央也設(shè)有圓孔的透鏡壓板13可在燕尾槽上滑動，并可壓緊置于其中的透鏡，目標(biāo)光闌14則是由框架12，在其上設(shè)有小孔和目標(biāo)物“1”的滑板16和固定檔板15構(gòu)成，滑板16在燕尾槽上可滑動并可取下，而固定檔板則不能，設(shè)計上應(yīng)保證目標(biāo)物“1”位于整個框架的中央部位，且當(dāng)滑板16沿光軸旋轉(zhuǎn)180°時，其上的小孔也處于框架中央，以適應(yīng)光路要求。
由以上光學(xué)元器件和盒體不難裝配成潛望鏡、顯微鏡、伽利略和開普勒望遠(yuǎn)鏡、幻燈機(jī)、照相機(jī)、投影儀、偏振光鏡，并可以演示小孔成像，單縫衍射，牛頓環(huán)，驗(yàn)證反射定律，進(jìn)行透鏡焦距測量，進(jìn)而設(shè)計組合望遠(yuǎn)潛望鏡，反射望遠(yuǎn)鏡，分光計等多種光學(xué)儀器的雛形，圖6～8作為典型的示例。
本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)合理，制作簡便，成本低廉，易于普及，直觀性好，以最少的光學(xué)元器件可以組合成足夠的光學(xué)實(shí)驗(yàn)，是學(xué)生高級智力開發(fā)的良好光學(xué)積木玩具，也是中學(xué)光學(xué)實(shí)驗(yàn)課的必備演示教具。
權(quán)利要求1.一種多功能積木式簡易光學(xué)教具，其特征在于它是由結(jié)構(gòu)相同的上蓋1及下底2構(gòu)成的可吻合的盒體5和一套基本光學(xué)元器件構(gòu)成，其中，(a)盒體5的上蓋1及下底2的長邊框內(nèi)固定耐磨、有彈性的邊條3，以便于在其中平動并能夾持光學(xué)元器件，上蓋1和下底2的內(nèi)底面長軸線方向上設(shè)有標(biāo)尺4，上蓋1和下底2兩個長端面中央設(shè)有半圓孔A和B，而上蓋1和下底2長邊框上還設(shè)有C和D半圓孔，最近相鄰的半圓孔的兩圓心距相鄰頂點(diǎn)等距，而盒體的長寬高之比為3∶1∶1；(b)上述的基本光學(xué)元器件為刻有十字線的方形透明玻片8和平面反光鏡7各兩塊，毛玻璃9一塊，三棱鏡10及偏振片或立體電影眼鏡11，各一個，目標(biāo)光闌14一個，五只焦距分別為5、10、15、-10、-15的光學(xué)透鏡6和與之相適配的五只方形框架12，憑藉可在燕尾槽上滑動的透鏡壓板13可將透鏡緊置于其中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)教具，其特征在于目標(biāo)光闌14是由框架12、固定擋板15和設(shè)有小孔和目標(biāo)物“1”的滑板16組成，設(shè)計上保證目標(biāo)物“1”位于整個框架的中央部位，且當(dāng)滑板16沿光軸旋轉(zhuǎn)180°時，其上的小孔也處于框架中央。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)教具，其特征在于上述邊條3是由彈性材料如橡皮等制成。
專利摘要一種多功能積木式簡易光學(xué)教具，它是由結(jié)構(gòu)相同的上蓋和下底構(gòu)成的可吻合的盒體和透鏡、反光鏡、偏振片、三棱鏡等基本光學(xué)元件組成。專門設(shè)計的盒體在功能上類同一個光具座，選配不同光學(xué)元件，可實(shí)現(xiàn)中學(xué)全部光學(xué)實(shí)驗(yàn)，并使學(xué)生自己動手組合構(gòu)筑各種望遠(yuǎn)鏡和分光計等光學(xué)儀器的雛形。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)合理，制作簡單，直觀、可視性好，價格便宜，便于在課堂和家中隨時進(jìn)行光學(xué)實(shí)驗(yàn)，是學(xué)生高級智力開發(fā)的良好光學(xué)積木玩具和光學(xué)教具。
文檔編號G09B23/22GK2144332SQ9221903
公開日1993年10月20日 申請日期1992年6月4日 優(yōu)先權(quán)日1992年6月4日
發(fā)明者呂振洪 申請人:青島海洋大學(xué)