專利名稱：初中光學實驗盒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種初中物理課學生分組實驗用的光學儀器。
一九九四年起，我國將全面實施九年制義務(wù)教育的教學大綱，初中物理課采用新編教材(教材為一綱多本)，這些教材的教學部分安排了較多的課堂實驗和課外實驗，目前還沒有與這些教材相適應(yīng)的學生分組用實驗儀器。本人曾申請過名為小學光學實驗盒的實用新型專利(專利號為ZL92237772.3)，但它主要是用于小學自然課的光學實驗，對于初中物理課的光學實驗就無法滿足。
本實用新型的目的就是提供一種能滿足初中物理光學實驗課要求的初中光學實驗盒。
本實用新型的技術(shù)解決方案一種初中光學實驗盒，它包括有由電池座(1)、開關(guān)(2)、燈座(3)、電珠(4)、聚光透鏡(5)、透鏡筒(6)、電池(7)、支架(8)、圓環(huán)(9)組成的光源以及光具插座(10)和圓形光盤(11)，它們均放在由盒體(25)和盒蓋(12)組成的儀器盒內(nèi)，其特征在于a、盒蓋(12)的正面為白色非透明的漫反射面，使其構(gòu)成矩形光盤，盒蓋(12)的反面兩側(cè)各設(shè)有一條與盒蓋邊平行的導(dǎo)軌(13)；b、光具插座(10)的底面兩端各開有一滑槽(14)，兩滑槽(14)之間的間距與盒蓋(12)反面的兩條導(dǎo)軌(13)相吻合，它們可以滑動配合；c、圓形光盤(11)由圓刻度盤(15)、光盤座(16)和卡腳(17)組成，圓刻度盤(15)亦為白色非透明的漫反射面，表面標有刻度，它與光盤座(16)正面的淺圓形槽作可取下的滑配連接，圓刻度盤(15)能以圓心為轉(zhuǎn)軸在光盤座(16)中轉(zhuǎn)動，光盤座(16)的反面中部固接有卡腳(17)，卡腳(17)的兩只卡爪的間距與盒蓋(12)的正面寬度相吻合，使得卡腳(17)可卡在盒蓋(12)的正面。
本實用新型為初中物理光學實驗課提供了相配套的光學實驗儀器，它能適應(yīng)新教材的要求，其實驗內(nèi)容豐富，可進行光的直線傳播(包括光在水中，在空氣中和在玻璃中的傳播)及光路顯示、小孔成像、影子的形成和變化，可進行光的反射(包括鏡反射和漫反射)，平面鏡反射光路顯示及驗證反射定律；可進行凹面鏡會聚和凸面鏡發(fā)散光路顯示，測定凹面鏡的焦距；可進行光在空氣與水、空氣與玻璃界面上的折射顯示，驗證折射定律；可進行凸透鏡會聚和凹透鏡發(fā)散光路的顯示，測定凸透鏡的焦距，可進行凸透鏡應(yīng)用模擬(包括照相機、幻燈機、放大鏡、顯微鏡)，研究凸透鏡成像的規(guī)律；可進行白光的色散與合成，本實用新型使用方便，實驗效果好，且體積小，便于學生攜帶。


圖1是本實用新型的光源結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型的光具插座示意圖；圖3是本實用新型的矩形光盤示意圖；圖4是本實用新型的圓形光盤示意圖圖5是本實用新型的圓刻度盤與水槽配合示意圖；圖6是本實用新型作光的直線傳播演示圖；圖7是本實用新型作光的反射演示圖；圖8是本實用新型作光在空氣和玻璃界面上的折射演示圖；圖9是本實用新型作光在空氣和水界面上的折射演示圖；
圖10是本實用新型作凸透鏡會聚演示圖；
圖11是本實用新型作凸面鏡反射演示圖；
圖12是本實用新型作凸透鏡成像演示圖。
本實用新型是一種組合儀器，它主要由光源(如
圖1)、矩形光盤(如圖3)、圓形光盤(如圖4)、水槽(如圖5)、光具插座(如圖2)、光欄、光屏和光學零件等組成，光學零件包括平面鏡、透鏡、柱面鏡、三棱鏡、半圓玻璃磚和濾色片等。通常情況下它們均裝放在儀器盒內(nèi)。
在
圖1中，電珠4裝在燈座3中，聚光透鏡5裝在透鏡筒6內(nèi)，透鏡筒6套在燈座3的前端，與燈座3內(nèi)徑滑動配合，使得透鏡筒6可以在燈座3中前后伸縮，將出射光束調(diào)節(jié)成平行光。光源被支架8支撐在電池座1一端的上面，支架8上部的弧形片兩端與圓環(huán)9鉸接，圓環(huán)9緊套在燈座3的外圈上，使得燈座3連同透鏡筒6能一起繞弧形片與圓環(huán)9的絞接點轉(zhuǎn)動，以調(diào)節(jié)出射光束的仰角，電池座1亦作為光源座用。
本實用新型進行光的直線傳播演示時，如圖6所示，先把光源調(diào)節(jié)成平行光，均勻照明單縫光欄22，單縫光欄22插在光具插座10上，該插座10放置在光源與盒蓋12正面構(gòu)成的矩形光盤之間，調(diào)整光源的投射角度，則在矩形光盤上獲得一條直光線，表明光的直線傳播。
當進行光的反射演示時，在圖6的基礎(chǔ)上，再在矩形光盤即盒蓋12正面上安裝圓形光盤11，如圖7，圓形光盤11的圓刻度盤15最小分度值為5，在0°－0°和90°－90°的位置上有兩條互相垂直的刻線，在90°－90°刻線上還有等分刻度。在圓形光盤11上再放置一個光具插座10，其上插裝有平面鏡23，先按光的直線傳播實驗方法，在矩形光盤上顯示出一條光線，轉(zhuǎn)動圓刻度盤15，使其上的0°－0°刻線與光線重合，平面鏡23的反射面對齊圓刻度盤15的90°－90°刻線，然后輕輕轉(zhuǎn)動圓刻度盤15，逐次改變光線投射到平面鏡23鏡面上的入射角i，讀出反射角r，得出入射角i等于反射角r的結(jié)論。
當進行光在空氣和玻璃界面上的折射演示時，如圖8，只需將圖7中圓光盤11上的光具插座10及其平面鏡23取下，換上半圓形玻璃磚24即可進行。將半圓形玻璃磚24的底邊與圓刻度盤15的90°－90°刻線對齊，且它們的圓心重合，轉(zhuǎn)動圓刻度盤15，即可讀出不同的入射角i和折射角i′。
當進行光在空氣和水的界面上的折射演示時，如圖9，將光源架在儀器盒的盒體25上，將圓刻度盤15放在水槽20內(nèi)，水槽20為帶支腿的透明體，其下部為半圓形槽體，上部為矩形槽體，它們?yōu)橐徽w，水槽20內(nèi)的底面中間設(shè)有定位卡21，它用來防止圓刻度盤15歪斜。水槽20內(nèi)的水灌注到圓刻度盤15的中心線位置，改變光源的入射傾角和水槽20的位置，讀出不同的入射角i和折射角i′。從圖8、9的兩種情況可得出光從光疏媒質(zhì)進入光密媒質(zhì)時，入射角i大于折射角i′，并符合折射率n＝sini／sini′的結(jié)論，這就是折射定律。
當進行凸透鏡會聚和凹透鏡發(fā)散光路的演示時，如
圖10，在光源和矩形光盤之間的光具插座10上插裝五縫光欄26，先將光源調(diào)節(jié)成平行光，均勻照明五縫光欄26，在矩形光盤上顯示出五條平行的光線，然后將雙凸柱面透鏡27放置在這五條光線的光路中，則通過凸透鏡27的五條光線將會聚在一點，該點至凸透鏡27中心的距離即為凸透鏡27的焦距。在凸透鏡27的位置換上雙凹柱面透鏡，則通過凹透鏡的五條光線呈發(fā)散狀。
當進行凸面鏡發(fā)散和凹面鏡會聚的光路演示時，只需在
圖10的基礎(chǔ)上，將凸透鏡27換成凸面鏡28即可進行，如
圖11，五條平行光線入射到凸面鏡28上，反射光線呈發(fā)散狀。若換為凹面鏡，反射光線將會聚在一點。
當進行凸透鏡成像規(guī)律和照明機、幻燈機原理的演示時，如
圖12，將三只光具插座10均裝配在盒蓋12反面的導(dǎo)軌13上，導(dǎo)軌13一端的光具插座10上插蠟燭29，其中部的光具插座10上插裝透鏡30，其另一端的光具插座10上插裝白屏31。盒蓋12反面的一側(cè)標有刻度18，構(gòu)成刻度尺。光具插座10的兩端面中間均標有一條豎直的讀數(shù)標記19，用于在刻度尺上讀數(shù)。改變蠟燭29與透鏡30間的距離，并相應(yīng)移動白屏31的位置，在白屏31上得到放大或縮小的蠟燭火焰的倒像，成放大的倒像時即為幻燈機成像原理，成縮小的倒像時即為照相機成像原理。在成像清晰時，通過各光具插座10的讀數(shù)標記19從盒蓋12反面的刻度18上可測出蠟燭29與透鏡30間的距離(物距u)和透鏡30與白屏31間的距離(像矩V)，即可驗證透鏡成像公式f＝U·V／(U＋V)，f為透鏡的焦距。
權(quán)利要求1.一種初中光學實驗盒，它包括有由電池座(1)、開關(guān)(2)、燈座(3)、電珠(4)、聚光透鏡(5)、透鏡筒(6)、電池(7)、支架(8)、圓環(huán)(9)組成的光源以及光具插座(10)和圓形光盤(11)，它們均放在由盒體(25)和盒蓋(12)組成的儀器盒內(nèi)，其特征在于a、盒蓋(12)的正面為白色非透明的漫反射面，使其構(gòu)成矩形光盤，盒蓋(12)的反面兩側(cè)各設(shè)有一條與盒蓋邊平行的導(dǎo)軌(13)；b、光具插座(10)的底面兩端各開有一滑槽(14)，兩滑槽(14)之間的間距與盒蓋(12)反面的兩條導(dǎo)軌(13)相吻合，它們可以滑動配合；c、圓形光盤(11)由圓刻度盤(15)、光盤座(16)和卡腳(17)組成，圓刻度盤(15)亦為白色非透明的漫反射面，表面標有刻度，它與光盤座(16)正面的淺圓形槽作可取下的滑配連接，圓刻度盤(15)能以圓心為轉(zhuǎn)軸在光盤座(16)中轉(zhuǎn)動，光盤座(16)的反面中部固接有卡腳(17)，卡腳(17)的兩只卡爪的間距與盒蓋(12)的正面寬度相吻合，使得卡腳(17)可卡在盒蓋(12)的正面。
2.按權(quán)利要求1所述的初中光學實驗盒，其特征在于盒蓋(12)反面的一側(cè)標有刻度(18)，構(gòu)成刻度尺。
3.按權(quán)利要求1所述的初中光學實驗盒，其特征在于在光具插座(10)的兩端面中間均標有一條豎直的讀數(shù)標記(19)。
4.按權(quán)利要求1所述的初中光學實驗盒，其特征在于圓形光盤(11)的圓刻度盤(15)也可裝在水槽(20)內(nèi)，水槽(20)為帶支腿的透明體，其下部為半圓形槽體，上部為矩形槽體，它們?yōu)橐徽w，水槽(20)內(nèi)的底面中間設(shè)有定位卡(21)，它用來防止圓刻盤度(15)歪斜。
專利摘要本實用新型涉及一種初中物理課學生分組實驗用的光學儀器，其盒蓋的正面為白色非透明漫反射面，構(gòu)成矩形光盤，盒蓋反面兩側(cè)各設(shè)有一條導(dǎo)軌，相應(yīng)地在光具插座的底面兩端各開有一滑槽，它們滑動配合，圓形光盤由圓刻度盤、光盤座和卡腳組成，圓刻度盤亦為白色非透明漫反射面，它與光盤座滑配連接，光盤座反面固接的卡腳可卡在盒蓋的正面。
文檔編號G09B23/22GK2181722SQ9324640
公開日1994年11月2日 申請日期1993年12月14日 優(yōu)先權(quán)日1993年12月14日
發(fā)明者李柏明 申請人:李柏明