專利名稱：多功能光路顯示光學(xué)教具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種光學(xué)教具，具體地說是一種能顯示光線行進(jìn)路線及其變化情況的多功能光路顯示光學(xué)教具，適用于物理學(xué)幾何光學(xué)教學(xué)演示與實驗。
背景技術(shù)：
目前，用于物理學(xué)幾何光學(xué)內(nèi)容的光學(xué)實驗裝置，主要是用一種光具盤，按照不同的結(jié)構(gòu)組合來進(jìn)行演示。這種光學(xué)教具的缺點(diǎn)是不能清晰地顯示實驗中光線的行進(jìn)及其變化過程，包括聚焦變化、反射變化、折射變化等，在教學(xué)中演示的直觀效果差；也有一種采用氣體激光管做光源的光學(xué)教具，雖然能顯示光路，但其起動電壓為5-6千伏，工作電壓為1千伏，需要用煙室或暗室來顯示光路，制作復(fù)雜，應(yīng)用不安全，生產(chǎn)成本高，使用不靈活，不方便，難以推廣。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種直觀感強(qiáng)，在明室中就可清楚觀察到光線行進(jìn)路線及其變化情況，并且工作電壓低、結(jié)構(gòu)簡單、制作容易、使用費(fèi)低、操作靈活方便的多功能光路顯示光學(xué)教具。
為解決以上技術(shù)問題，本實用新型所采用的技術(shù)方案是該多功能光路顯示光學(xué)教具，由固定架、圓形承載盤、光束發(fā)射器構(gòu)成，光束發(fā)射器卡在圓形承載盤的邊沿上，并可沿圓形承載盤的邊沿滑動，在圓形承載盤前板面上的一個半圓面上粘貼上半圓形光密介質(zhì)板，另一個半圓面上粘貼上半圓形毛玻璃板，并且半圓形光密介質(zhì)板與半圓形毛玻璃板相粘結(jié)成圓形，其半徑小于圓形承載盤的半徑，以利于光束發(fā)射器沿圓形承載盤邊沿滑動，在半圓形光密介質(zhì)板與半圓形毛玻璃板的介面處設(shè)有光學(xué)鏡體放置的光密介質(zhì)平臺，光學(xué)鏡體放置的光密介質(zhì)平臺的寬度以能置放光學(xué)鏡體為宜。本實用新型還通過如下措施實施所述的半圓形光密介質(zhì)板為聚合物基納米復(fù)合材料透明體(包括半透明體)，可以由丙烯酸酯、納米粉(如氣相白炭黑)、偶聯(lián)劑等成分組成，先將納米粉用偶聯(lián)劑進(jìn)行改性后，再與丙烯酸酯混合，經(jīng)充分分散(如超聲波分散)后，形成固液兩相的膠體分散體系，經(jīng)過光固化或熱聚合，制得透明或半透明聚合物基納米復(fù)合體，在半圓形光密介質(zhì)板與半圓形毛玻璃板的周邊上設(shè)有轉(zhuǎn)動角度指示刻度，可直接觀察光線折射、反射、入射的角度，在光學(xué)鏡體放置的光密介質(zhì)平臺上面放置光學(xué)鏡體，在光學(xué)鏡體上面為光疏介質(zhì)(如空氣)，光疏介質(zhì)后面為半圓形毛玻璃板的毛面，通過毛玻璃板的毛面可清楚的顯示光通過光疏介質(zhì)時的行進(jìn)路線；所述的光束發(fā)射器由安裝筒、固定夾構(gòu)成，在安裝筒內(nèi)從上至下依次設(shè)有開關(guān)、電池、激光半導(dǎo)體、透鏡，安裝筒用螺栓固定在固定夾的豎板上，且安裝筒可繞螺栓的軸線轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動到需要位置時扭緊螺栓固定，光束發(fā)射器用固定夾夾持在圓形承載盤的邊沿上，光束發(fā)射器可根據(jù)演示需要設(shè)1-4個，安裝筒的軸心線平行于半圓形光密介質(zhì)板的平面和半圓形毛玻璃板的平面；所述的圓形承載盤為透明圓板，以便教師在后面也能看到光的演示；圓形承載盤固定在轉(zhuǎn)動軸上，轉(zhuǎn)動軸通過軸承安裝在固定架內(nèi)，在轉(zhuǎn)動軸外端設(shè)有轉(zhuǎn)動軸固定螺母，通過轉(zhuǎn)動軸的轉(zhuǎn)動，可實現(xiàn)半圓形光密介質(zhì)板與半圓形毛玻璃板的方位調(diào)整，當(dāng)達(dá)到需要的演示方位時，可用轉(zhuǎn)動軸固定螺母固定；所述的光學(xué)鏡體放置的光密介質(zhì)平臺為半圓形光密介質(zhì)板與半圓形毛玻璃板相粘結(jié)時的厚度差形成的平臺。應(yīng)用本實用新型時，將一個或幾個光束發(fā)射器同時夾在圓形承載盤的邊沿上，打開電源開關(guān)，調(diào)整光束可進(jìn)行相應(yīng)光學(xué)性質(zhì)的演示。例如演示光的折射與反射現(xiàn)象時，可在光學(xué)鏡體放置的光密介質(zhì)平臺上放置一塊鍍膜玻璃條，光束發(fā)射器夾在上方，打開電源開關(guān)，調(diào)整光束，使光束穿過光疏介質(zhì)(如空氣)照射到鍍膜玻璃條上，在半圓形毛玻璃板的毛面上可顯示入射線與反射線，在半圓形光密介質(zhì)板內(nèi)可顯示出折射線，滑動固定夾，調(diào)整入射角大小，顯示板上顯示出反射角和折射角的相應(yīng)變化，從而清晰的、動態(tài)完整的顯示了光線從光疏介質(zhì)進(jìn)入光密介質(zhì)發(fā)生的反射、折射變化現(xiàn)象；若演示凸透鏡聚焦實驗時，在光學(xué)鏡體放置的光密介質(zhì)板平臺上放一塊半圓形單凸玻璃磚，并在圓形承載盤上同時設(shè)三個光束發(fā)射器，中間的一個光束發(fā)射器穿過圓形單凸玻璃磚的中心做為主光軸，調(diào)整兩側(cè)的光束發(fā)射器，使其與主光軸平行穿過圓形單凸玻璃磚，在半圓形毛玻璃板的毛面上可看到三條平行入射線，在半圓形光密介質(zhì)板內(nèi)可看到三條交叉于一點(diǎn)的光束，交叉點(diǎn)即為焦點(diǎn)；若將其它光學(xué)鏡體放在要求位置，適當(dāng)配置光源，可完成相應(yīng)光學(xué)的演示。
本實用新型的有益效果在于該多功能光路顯示光學(xué)教具，可清晰顯示光學(xué)實驗中光線的行進(jìn)及其變化情況，可動態(tài)演示光線的變化過程，可以完成幾何光學(xué)的全部實驗內(nèi)容；由于采用了聚合物基納米復(fù)合材料和毛玻璃背景，顯示的效果更加直觀，在明室中即可有清楚的顯示效果，不需要在煙室或暗室內(nèi)進(jìn)行；該多功能光路顯示光學(xué)教具還有操作靈活方便的特點(diǎn)，使用者若有較大拓展空間，特別適應(yīng)于當(dāng)前國家教育部提倡并推行的探究式教學(xué)與學(xué)習(xí)；該多功能光路顯示光學(xué)教具的光源采用半導(dǎo)體激光光源，所需電壓低，使用安全；整體制作簡單，成本及使用費(fèi)均較低，利于推廣。


圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)主視示意圖。
圖2為本實用新型沿A-A剖視放大示意圖。
圖3為本實用新型為光束從光束介質(zhì)射入時光路反射、折射顯示示意圖。
圖4為本實用新型為光束從光密介質(zhì)射入時光路反射、折射顯示狀態(tài)示意圖。
圖5為本實用新型三束光線同時穿過半圓形單凸玻璃磚時聚焦?fàn)顟B(tài)示意圖。
具體實施方式
參照附圖1、2制作本實用新型。該多功能光路顯示光學(xué)教具，由固定架1、圓形承載盤2、光束發(fā)射器3構(gòu)成，光束發(fā)射器3卡在圓形承載盤2的邊沿上，在圓形承載盤2前板面上的一個半圓面上粘貼上半圓形光密介質(zhì)板5，另一個半圓面上粘貼上半圓形毛玻璃板4，并且半圓形光密介質(zhì)板5與半圓形毛玻璃板4相粘結(jié)成圓形，在半圓形光密介質(zhì)板5與半圓形毛玻璃板4的介面處設(shè)有光學(xué)鏡體放置的光密介質(zhì)平臺7；所述的半圓形光密介質(zhì)板5為聚合物基納米復(fù)合材料透明體或半透明體，在半圓形光密介質(zhì)板5與半圓形毛玻璃板4的周邊上設(shè)有轉(zhuǎn)動角度指示刻度6，光密介質(zhì)板5為聚合物基納米復(fù)合材料制作，在光學(xué)鏡體放置的光密介質(zhì)平臺7上放置光學(xué)鏡體8；所述的光束發(fā)射器3由安裝筒9、固定夾10構(gòu)成，在安裝筒9內(nèi)從上至下依次安裝電源開關(guān)11、電池12、激光半導(dǎo)體13、透鏡14，光束發(fā)射器3用固定夾10夾持在圓形承載盤2的邊沿上，光束發(fā)射器3可根據(jù)演示需要設(shè)1-4個，安裝筒9可繞螺栓15轉(zhuǎn)動；所述的圓形承載盤2為透明圓板，固定在轉(zhuǎn)動軸16上，轉(zhuǎn)動軸16通過軸承17安裝在固定架1內(nèi)，轉(zhuǎn)動軸16外端設(shè)有轉(zhuǎn)動軸固定螺母18。
權(quán)利要求1.一種多功能光路顯示光學(xué)教具，由固定架(1)、圓形承載盤(2)、光束發(fā)射器(3)構(gòu)成，其特征在于光束發(fā)射器(3)卡在圓形承載盤(2)的邊沿上，在圓形承載盤(2)前板面上的一個半圓面上粘貼上半圓形光密介質(zhì)板(5)，另一半圓面上粘貼上半圓形毛玻璃板(4)，并且半圓形光密介質(zhì)板(5)與半圓形毛玻璃板(4)相粘結(jié)成圓形，在半圓形光密介質(zhì)板(5)與半圓形毛玻璃板(4)的介面處設(shè)有光學(xué)鏡體放置的光密介質(zhì)平臺(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能光路顯示光學(xué)教具，其特征在于所述的半圓形光密介質(zhì)板(5)為聚合物基納米復(fù)合材料透明體，在半圓形光密介質(zhì)板(5)與半圓形毛玻璃板(4)的周邊上設(shè)有轉(zhuǎn)動角度指示刻度(6)，在光學(xué)鏡體放置的光密介質(zhì)平臺(7)上放置光學(xué)鏡體(8)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能光路顯示光學(xué)教具，其特征在于所述的光束發(fā)射器(3)用固定夾(10)夾持在圓形承載盤(2)的邊沿上，光束發(fā)射器(3)可根據(jù)演示需要設(shè)1-4個。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能光路顯示光學(xué)教具，其特征在于所述的圓形承載盤(2)為透明圓板，固定在轉(zhuǎn)動軸(16)上，轉(zhuǎn)動軸(16)通過軸承(17)安裝在固定架(1)內(nèi)，在轉(zhuǎn)動軸(16)外端設(shè)有轉(zhuǎn)動軸固定螺母(18)。
專利摘要本實用新型公開了一種多功能光路顯示光學(xué)教具，由固定架1、圓形承載盤2、光束發(fā)射器3構(gòu)成，光束發(fā)射器3卡在圓形承載盤2的邊沿上，在圓形承載盤2前板面上的一個半圓面上粘貼上半圓形光密介質(zhì)板5，另一個半圓面上粘貼上半圓形毛玻璃板4，并且半圓形光密介質(zhì)板5與半圓形毛玻璃板4相粘結(jié)成圓形，在半圓形光密介質(zhì)板5與半圓形毛玻璃板4的介面處設(shè)有光學(xué)鏡體放置的光密介質(zhì)平臺7。該多功能光路顯示光學(xué)教具，所需電壓低，使用安全；整體制作簡單，成本及使用費(fèi)均較低，利于推廣，可廣泛用于物理學(xué)幾何光學(xué)教學(xué)演示與實驗。
文檔編號G09B23/22GK2600886SQ0321482
公開日2004年1月21日 申請日期2003年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月23日
發(fā)明者郭其明, 呂貴卿, 陳傳軍, 李劍波, 邊華利 申請人:郭其明