專利名稱：產(chǎn)生懸浮視錯覺的演示裝置及演示方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于演示光學視覺效應的演示裝置及演示方法，屬于實驗演示裝置技術(shù) 領(lǐng)域。
二背景技術(shù)：
英國視覺科學家艾爾 賽克爾(Al Seckel)所著《The Art Of Optical Illusions》中 報道了一種"懸浮的手指"的視覺實驗。該實驗是把雙手放在與眼睛前面4厘米左右，伸出 食指讓指尖也保持與眼睛在同一水平線，兩指尖間隔大約3厘米，眼睛盯著離手指十多厘米 遠的墻看，將看到一個懸浮的手指。將手指逐漸移近臉，會發(fā)現(xiàn)懸浮的手指變大。如果盯著 手指而不是墻，將不會出現(xiàn)這種現(xiàn)象。上述研究成果在對于大中學生做演示實驗，或者在科 普宣傳教育部門作科學普及工作是十分有用的。但上述結(jié)果一方面是人為觀察的結(jié)果，它會 因觀察者目光的集中程度的不同、雙手運動的一致性和穩(wěn)定程度不同而觀察不到穩(wěn)定的結(jié)果， 另一方面，僅靠人用雙手的前后移動，會造成人胳膊的疲憊。到目前為止，還沒有一種用于 觀察的專門設(shè)備和方法。
三
發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種設(shè)計合理、制造容易、使用方便、可有效進行 觀察產(chǎn)生懸浮視錯覺的演示裝置及演示方法。
產(chǎn)生懸浮視錯覺的演示裝置，由頭部固定裝置、觀察模型、用于模型運動的專用導軌和 背景板組成，頭部固定裝置固定在導軌的一端；觀察模型安裝在專用導軌上，可以前后移動； 背景板固定在專用導軌的另一端。背景板底色為白色，中心設(shè)有個黑點，背景板中心與觀察 模型在同一水平線上。
所述的觀察者頭部固定裝置是一個根據(jù)觀察者頭部的大小可調(diào)節(jié)的固定裝置。裝置兩端 由可以調(diào)節(jié)彎曲的材料構(gòu)成。
所述的觀察模型是由兩個火車形狀的模型、支架和方形槽組成，"火車"模型安裝在支 架上，兩"火車"模型之間距離可以調(diào)節(jié)。
所述的專用導軌是一種直線導軌，長度為40厘米，其截面為長方形，略小于方形槽的內(nèi) 徑，可以插入方形槽中。
所述的背景板中心與觀察模型在同一水平線上是指，觀察模型中兩"火車"模型高度與背景板的中心高度一致，觀察者觀察時，通過觀察模型，背景板中心的黑點在兩"火車"模 型間距的中心位置。
產(chǎn)生懸浮視錯覺的演示方法，其具體演示方法為
(1) 觀察者將頭部放在頭部固定裝置中，調(diào)節(jié)裝置兩段，將頭部固定，將兩"火車"模 型間距調(diào)到3厘米左右，通過兩"火車"模型間距的中間，盯住背景板上的黑點。
(2) 向著觀察者的方向緩慢移動觀察模型，會看見一個懸浮的"火車"擋住了背景板上 的黑點，觀察模型離觀察者越近，懸浮的"火車"越大。
(3) 觀察者將頭部放在頭部固定裝置中，調(diào)節(jié)裝置兩段，將頭部固定，兩眼盯住兩"火
車"模型時，向著觀察者的方向緩慢移動觀察模型，則不能看到懸浮的"火車"。
(4) 觀察者將頭部放在頭部固定裝置中，調(diào)節(jié)裝置兩段，將頭部固定，看見懸浮的"火 車"之后，調(diào)節(jié)兩"火車"模型之間距離，發(fā)現(xiàn)距離越近，懸浮的"火車"越大。
本發(fā)明即可作為光學視覺效應觀察的實驗演示裝置和方法，也可以作為一種游戲裝置和 方法，使人們特別是青少年在游戲的過程中，增強游戲樂趣的同時，加深了對光學視覺效應 的感性認識。
四

圖1是本發(fā)明光學視覺效應演示裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2是本發(fā)明中頭部固定裝置正視結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3是本發(fā)明中觀察模型正視結(jié)構(gòu)示意圖。 圖4是本發(fā)明中背景板的正視結(jié)構(gòu)示意圖。
其中，1、頭部固定裝置，2、觀察模型，3、導軌，4、背景板，5、"火車"模型，6、支 架，7、方形槽。
五具體實施例方式
實施例本發(fā)明的結(jié)構(gòu)如圖l、圖2、圖3、圖4所示，由頭部固定裝置l、觀察模型2、 導軌3和背景板4組成，頭部固定裝置1固定在導軌3的一端；。觀察模型2通過方形槽7安 裝在專用導軌3上，可以前后移動；背景板4固定在專用導軌3的另一端。背景板4底色為 白色，中心設(shè)有個黑點，背景板4中心與觀察模型2在同一水平線上。
所述的觀察者頭部固定裝置1是一個根據(jù)觀察者頭部的大小可調(diào)節(jié)的固定裝置。裝置兩 端由可以調(diào)節(jié)彎曲的材料構(gòu)成。
所述的觀察模型2是由兩個火車形狀的模型5、支架6和方形槽7組成，"火車"模型5安裝在支架6上，兩"火車"模型5之間距離可以調(diào)節(jié)。
所述的專用導軌3是一種直線導軌，長度為40厘米，其截面為長方形，略小于方形槽7 的內(nèi)徑，可以插入方形槽7中。
所述的背景板中心與觀察模型在同一水平線上是指，觀察模型中兩"火車"模型5高度 與背景板4的中心高度一致，觀察者觀察時，通過觀察模型2，背景板4中心的黑點在兩"火 車"模型5間距的中心位置。
利用上述光學視覺效應演示裝置進行觀察的方法為
(1) 觀察者將頭部放在頭部固定裝置中，調(diào)節(jié)裝置兩段，將頭部固定，將兩"火車"模 型間距調(diào)到3厘米左右，通過兩"火車"模型間距的中間，盯住背景板上的黑點。
(2) 向著觀察者的方向緩慢移動觀察模型，會看見一個懸浮的"火車"擋住了背景板上 的黑點，觀察模型離觀察者越近，懸浮的"火車"越大。
(3) 觀察者將頭部放在頭部固定裝置中，調(diào)節(jié)裝置兩段，將頭部固定，兩眼盯住兩"火 車"模型時，向著觀察者的方向緩慢移動觀察模型，則不能看到懸浮的"火車"。
(4) 觀察者將頭部放在頭部固定裝置中，調(diào)節(jié)裝置兩段，將頭部固定，看見懸浮的"火 車"之后，調(diào)節(jié)兩"火車"模型之間距離，發(fā)現(xiàn)距離越近，懸浮的"火車"越大。
本發(fā)明即可作為光學視覺效應觀察的實驗演示裝置和方法，也可以作為一種游戲裝置和 方法，使人們特別是青少年在游戲的過程中，增強游戲樂趣的同時，加深了對光學視覺效應 的感性認識。
權(quán)利要求
1、產(chǎn)生懸浮視錯覺的演示裝置，其特征在于，由頭部固定裝置、觀察模型、用于模型運動的專用導軌和背景板組成，頭部固定裝置固定在導軌的一端；觀察模型安裝在專用導軌上，可以前后移動；背景板固定在專用導軌的另一端。背景板底色為白色，中心設(shè)有個黑點，背景板中心與觀察模型在同一水平線上。
2、 如權(quán)利要求1所述的產(chǎn)生懸浮視錯覺的演示裝置，其特征在于，所述的觀察者頭部固定裝 置是一個根據(jù)觀察者頭部的大小可調(diào)節(jié)的固定裝置。裝置兩端由可以調(diào)節(jié)彎曲的材料構(gòu)成。
3、 如權(quán)利要求1所述的產(chǎn)生懸浮視錯覺的演示裝置，其特征在于，所述的觀察模型是由兩個 火車形狀的模型、支架和方形槽組成，"火車"模型安裝在支架上，兩"火車"模型之間距 離可以調(diào)節(jié)。
4、 如權(quán)利要求l所述的產(chǎn)生懸浮視錯覺的演示裝置，其特征在于，所述的專用導軌是一種直 線導軌，長度為40厘米，其截面為長方形，略小于方形槽的內(nèi)徑，可以插入方形槽中。
5、 如權(quán)利要求1所述的產(chǎn)生懸浮視錯覺的演示裝置，其特征在于，所述的背景板中心與觀察 模型在同一水平線上是指，觀察模型中兩"火車"模型高度與背景板的中心高度一致，觀察 者觀察時，通過觀察模型，背景板中心的黑點在兩"火車"模型間距的中心位置。
6、 產(chǎn)生懸浮視錯覺的演示方法，其特征在于，其具體演示方法為(1) 觀察者將頭部放在頭部固定裝置中，調(diào)節(jié)裝置兩段，將頭部固定，將兩"火車"模 型間距調(diào)到3厘米左右，通過兩"火車"模型間距的中間，盯住背景板上的黑點。(2) 向著觀察者的方向緩慢移動觀察模型，會看見一個懸浮的"火車"擋住了背景板上 的黑點，觀察模型離觀察者越近，懸浮的"火車"越大。(3) 觀察者將頭部放在頭部固定裝置中，調(diào)節(jié)裝置兩段，將頭部固定，兩眼盯住兩"火 車"模型時，向著觀察者的方向緩慢移動觀察模型，則不能看到懸浮的"火車"。(4) 觀察者將頭部放在頭部固定裝置中，調(diào)節(jié)裝置兩段，將頭部固定，看見懸浮的"火 車"之后，調(diào)節(jié)兩"火車"模型之間距離，發(fā)現(xiàn)距離越近，懸浮的"火車"越大。
全文摘要
產(chǎn)生懸浮視錯覺的演示裝置，由頭部固定裝置、觀察模型、用于模型運動的專用導軌和背景板組成，頭部固定裝置固定在導軌的一端；觀察模型安裝在專用導軌上，可以前后移動；背景板固定在專用導軌的另一端。背景板底色為白色，中心設(shè)有個黑點，背景板中心與觀察模型在同一水平線上。使用時，觀察者盯住黑點，向著觀察者的方向緩慢移動觀察模型，會看見一個懸浮的“火車”擋住了背景板上的黑點，觀察模型離觀察者越近，懸浮的“火車”越大，調(diào)節(jié)兩“火車”模型之間距離，發(fā)現(xiàn)距離越近，懸浮的“火車”越大；若盯住兩“火車”模型時，則不能看到懸浮的“火車”。
文檔編號G09B23/22GK101567144SQ20091001579
公開日2009年10月28日 申請日期2009年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月5日
發(fā)明者張玉華, 圓 方, 許福運, 賀長偉 申請人:山東建筑大學