多功能光學(xué)實(shí)驗(yàn)儀的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及物理教學(xué)設(shè)備領(lǐng)域，屬于光學(xué)現(xiàn)象顯示儀器。能清晰顯示光的傳播路徑及產(chǎn)生的光學(xué)現(xiàn)象。其結(jié)構(gòu)包括可轉(zhuǎn)動(dòng)的底座；刻有長(zhǎng)度和角度刻度的磁性圓盤，圓盤上半部有四分之一可后轉(zhuǎn)，下半部一面裝有半圓形玻璃磚，另一面裝有半圓形水槽，水槽內(nèi)可裝入不同的透明液體。有磁性燈座，經(jīng)改裝的電子激光燈；電子蠟燭；能調(diào)節(jié)小孔大小的小孔成像盤；有磁性卡槽，平面鏡成像透明玻璃片、單縫雙縫衍射干涉鏡片、反射衍射光柵、偏振玻璃片；有帶磁性底座的凸透鏡、凹面鏡、三棱鏡、光屏等附件。各個(gè)附件均可放置在磁性圓盤上，選擇不同附件可完成18組不同的光學(xué)實(shí)驗(yàn)。
【專利說明】多功能光學(xué)實(shí)驗(yàn)儀

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及物理教學(xué)設(shè)備領(lǐng)域，是屬于光學(xué)現(xiàn)象顯示實(shí)驗(yàn)儀器。能清晰的顯示光的傳播路徑及產(chǎn)生的光學(xué)現(xiàn)象。是光學(xué)教學(xué)的重要儀器。

【背景技術(shù)】
[0002]目前在物理教學(xué)中使用的光學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器普遍存在體大笨重，操作繁難，造價(jià)偏高，功能單一，光學(xué)現(xiàn)象不明顯，能見度低，需在暗室觀察的缺點(diǎn)。教師在教學(xué)過程中無法清晰方便的顯示光的傳播路徑，學(xué)生看不清光學(xué)現(xiàn)象，不能直觀的理解光學(xué)原理，降低了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，影響了教學(xué)效果。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的技術(shù)任務(wù)是針對(duì)上述光學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器的不足之處，提供的一種構(gòu)造合理簡(jiǎn)單，使用靈活輕便，顯示光學(xué)現(xiàn)象清晰，能見度高，不需要暗室，在教室內(nèi)就可使全班學(xué)生清晰的看到光的傳播路徑及產(chǎn)生的光學(xué)現(xiàn)象，且功能多，用途廣，可演示初高中絕大多數(shù)光學(xué)實(shí)驗(yàn)(多達(dá)18個(gè)以上)的儀器。使絢麗多彩的光學(xué)現(xiàn)象真切的展現(xiàn)在學(xué)生面前。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是:該實(shí)驗(yàn)儀器包括可轉(zhuǎn)動(dòng)的底座；刻有長(zhǎng)度刻度和角度刻度的磁性圓盤，圓盤上半部有四分之一可后轉(zhuǎn)，圓盤下半部一面裝有半圓形玻璃磚，另一面裝有半圓形水槽，水槽內(nèi)可裝入不同的透明液體。有磁性燈座，經(jīng)改裝的電子激光燈；電子蠟燭；能調(diào)節(jié)小孔大小的小孔成像盤；有磁性卡槽，平面鏡成像透明玻璃片、單縫雙縫衍射干涉鏡片、反射衍射光柵、偏振玻璃片；有帶磁性底座的凸透鏡、凹面鏡、三棱鏡、光屏等附件。各個(gè)附件均可放置在磁性圓盤上，選擇不同組合可完成不同的實(shí)驗(yàn)。
[0005]本發(fā)明與現(xiàn)有光學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器相比，具有設(shè)計(jì)合理，構(gòu)造簡(jiǎn)單，容易制作，造價(jià)低廉；輕巧靈活，使用方便，現(xiàn)象清晰，能見度高，無需暗室，在教室實(shí)驗(yàn)全班學(xué)生都能看清；功能多，能演示初高中物理教材中絕大多數(shù)光學(xué)實(shí)驗(yàn)(多達(dá)18個(gè)以上)，能使絢麗多彩的光學(xué)現(xiàn)象真切的展現(xiàn)在學(xué)生面前，給學(xué)生以形象直觀的認(rèn)知理解，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)效果。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0007]附圖1為多功能光學(xué)實(shí)驗(yàn)儀的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖2是磁性燈座，附圖3是電子激光燈和磁性燈座，附圖4是小孔成像盤，附圖5是磁性卡槽。
[0008]附圖中:1、磁性圓盤，2、1/4可后轉(zhuǎn)磁性圓盤,3、半圓形玻璃磚,4、半圓形水槽(在另一面)，5、長(zhǎng)度刻度，6、角度刻度，7、橡膠絞鏈，8、可轉(zhuǎn)動(dòng)立柱，9、底座，10、電子激光燈和磁性燈座。11、卡槽,12、圓形磁鐵。13、小孔,14、小孔大小調(diào)節(jié)板,15、小孔轉(zhuǎn)盤,16、小孔選擇旋鈕，17、小孔選擇標(biāo)識(shí)，18、磁性卡槽。

【具體實(shí)施方式】
[0009]下面結(jié)合附圖1和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0010]本發(fā)明多功能光學(xué)實(shí)驗(yàn)儀，其結(jié)構(gòu)包括刻有長(zhǎng)度刻度5和角度刻度6的磁性圓盤1，圓盤上部有1/4可后轉(zhuǎn)2，圓盤一面裝有半圓形玻璃磚3，另一面裝有半圓形水槽4，水槽內(nèi)可裝入不同的透明液體；上部中垂線處裝有橡膠絞鏈7，下部有可轉(zhuǎn)動(dòng)立柱8和底座9，盤面上可放置經(jīng)改裝的帶磁性燈座的電子激光燈10。其它附件有:磁性卡槽，電子蠟燭，能調(diào)節(jié)小孔大小的小孔成像盤，平面鏡、透明玻璃片、單縫雙縫鏡片、反射衍射光柵、偏振玻璃片；帶磁性底座的凹面鏡、凸透鏡、三棱鏡、光屏等。
[0011]制作磁性圓盤:在35cmX 35cm的高密板上畫直徑為32cm的圓，沿豎直和水平直徑切下1/4，再沿豎直徑刻Icm寬2mm深的槽，在槽中粘橡膠條；再在薄鐵皮上畫直徑為32cm的圓，沿豎直和水平直徑切下1/4，與高密板粘合；畫有長(zhǎng)度刻度和角度刻度的不干膠貼在薄鐵皮上；最后把半圓形玻璃磚和半圓形水槽分別粘在圓盤兩側(cè)(三者圓心要在同一直線上)。
[0012]可轉(zhuǎn)動(dòng)立柱用塑料管制作；底座可做成圓盤式或抽屜式，抽屜式可放附件。
[0013]教學(xué)時(shí)，可根據(jù)不同的演示實(shí)驗(yàn)在磁性圓盤上放置不同的附件，如電子激光燈、平面鏡、凹面鏡、三棱鏡、凸透鏡、光屏等；在磁性卡槽上可卡小孔成像盤、透明玻璃片、單縫雙縫鏡片、反射衍射光柵、偏振玻璃片等。以演示小孔成像規(guī)律、光的反射規(guī)律、平面鏡成像規(guī)律，凹面鏡成像規(guī)律，折射規(guī)律、全反射及臨界角，凸透鏡成像規(guī)律，雙縫干涉、單縫衍射、光柵衍射、光的偏振等光學(xué)現(xiàn)象。
使用方法:
[0014]1、演示光的直線傳播:用激光燈使激光(線光源)掃過圓盤平面或沿中垂線射入玻璃或水中，均可看到光線在同種媒質(zhì)中傳播的路線是直的。
[0015]2、演示小孔成像:把蠟燭、小孔成像盤和光屏依次放在圓盤上，調(diào)節(jié)三者之間的距離，可在光屏上看到蠟燭倒立的像。調(diào)節(jié)小孔大小可觀察像的清晰度及亮度的變化情況。
[0016]3、演示光的反射規(guī)律:把小平面鏡放在半圓形玻璃磚上，用激光燈以不同入射角掃過圓盤平面射向圓心，可看到反射角等于入射角。多做幾次實(shí)驗(yàn)，可得出光的反射規(guī)律。
[0017]4、演示平面鏡成像規(guī)律:把透明玻璃片插入磁性卡槽，沿豎直徑放在圓盤上，把電子蠟燭開亮放在透明玻璃片一側(cè)，觀察它在玻璃片中成的像，再拿另一個(gè)電子蠟燭在另一偵U移動(dòng)，直到也像點(diǎn)亮?xí)r為止，觀察兩燈大小，倒正，距玻璃片的距離，可得出平面鏡成像規(guī)律。
[0018]5、演示光在玻璃或水中的折射、反射及規(guī)律:用激光燈掃過圓盤平面從圓心處射入玻璃或水，觀察入射光、折射光和反射光線的變化情況，總結(jié)出折射規(guī)律。
[0019]6、演示光的全反射及臨界角:用激光燈沿圓周垂直射向半圓形玻璃磚或半圓形水槽圓心處，觀察入射光線、折射光線和反射光線，當(dāng)入射角逐漸增大到某一值時(shí)，折射光全射入玻璃或水中，即發(fā)生了全反射。這時(shí)的入射角即為臨界角。
[0020]7、測(cè)玻璃或液體的折射率:在實(shí)驗(yàn)(5、)中測(cè)出幾組入射角和折射角的值，用折射率公式即可算出折射率。
[0021]8、演示光路的可逆性:用激光做反射或折射實(shí)驗(yàn),把入射角與反射角或折射角對(duì)調(diào)，可以觀察到光路是可逆的。
[0022]9、演示凸透鏡對(duì)光的會(huì)聚作用:把電子蠟燭開亮，沿圓盤平面射向半圓形玻璃磚，可看到折射光線向中間會(huì)聚。為講凸透鏡打下基礎(chǔ)。
[0023]10、演示光的色散現(xiàn)象:把三棱鏡放在圓盤上，用白色LED燈照射三棱鏡并調(diào)節(jié)入射角，使彩色光出現(xiàn)，說明白光可分解為彩色光。
[0024]11、演示凸透鏡成像:把蠟燭(或電子蠟燭)、凸透鏡、光屏放在圓盤上，依次使物距大于、等于、小于二倍焦距，使蠟燭的像清晰的成在光屏上。觀察像隨物距的變化情況總結(jié)出凸透鏡成像規(guī)律。
[0025]12、測(cè)凸透鏡焦距:把凸透鏡、光屏放在圓盤上，蠟燭放在遠(yuǎn)處，調(diào)節(jié)光屏，使屏上成最小的蠟燭像，這時(shí)屏到凸透鏡的距離即為凸透鏡的焦距。
[0026]13、演示凹鏡成像:把凹鏡、蠟燭(或電子蠟燭)、光屏放在圓盤上調(diào)節(jié)三者間的距離，使蠟燭的像清晰的成在光屏上。多做幾次實(shí)驗(yàn)總結(jié)出凹鏡成像規(guī)律。
[0027]14、演示光的單縫衍射:把光屏和刻有單縫的玻璃片放在圓盤上，用激光燈照射單縫，在光屏上可以清晰的看到明暗相間的衍射光斑。
[0028]15、演示光柵衍射現(xiàn)象:把一片光盤放在半圓形水槽上，使激光斜射到光盤上，用光屏接收反射光，可看到明暗相間的衍射光斑。
[0029]16、演示光的雙縫干涉:把光屏和刻有雙縫的玻璃片放在圓盤上，用激光燈照射雙縫，在光屏上可以清晰的看到明暗相間的干涉光斑。
[0030]17、演示光的偏振現(xiàn)象:把光屏和偏振玻璃片放在圓盤上，用白色LED燈照射偏振玻璃片，并調(diào)節(jié)另一偏振片的角度，在光屏上可以看到光的明暗變化。
【權(quán)利要求】
1.多功能光學(xué)實(shí)驗(yàn)儀，包括刻有長(zhǎng)度刻度和角度刻度的磁性圓盤1，圓盤上部有1/4可后轉(zhuǎn)磁性圓盤2,圓盤一面裝有半圓形玻璃磚3,另一面裝有半圓形水槽4,水槽內(nèi)可裝入不同的透明液體，橡膠絞鏈7 ;下部有可轉(zhuǎn)動(dòng)立柱8，和底座9 ;有經(jīng)改裝的電子激光燈和磁性燈座10。
2.能調(diào)節(jié)小孔大小的小孔成像盤，磁性卡槽。
【文檔編號(hào)】G09B23/22GK104167142SQ201310202119
【公開日】2014年11月26日 申請(qǐng)日期:2013年5月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月18日
【發(fā)明者】王廷杰 申請(qǐng)人:王廷杰