一種凸透鏡成像實驗裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種凸透鏡成像實驗裝置，屬于教學用具【技術(shù)領(lǐng)域】，主要解決以蠟燭作為光源穩(wěn)定性差等諸多的技術(shù)缺陷。該裝置包括導軌及設(shè)置在導軌上的凸透鏡、光屏和光源板，光屏和光源板分布在凸透鏡的兩側(cè)，凸透鏡、光屏和光源板的水平中心線在同一條直線上，所述光源板的中心處開設(shè)一凹槽，凹槽內(nèi)安裝有光源，且光源與光源板靠近凸透鏡一側(cè)的板面處于同一平面，光源板與導軌滑動聯(lián)接，所述光源為電光源。本實用新型所用的光源穩(wěn)定，光源高度易于測量，光源成像清晰并便于測量，教學演示效果好，光源相對于凸透鏡的位置可自動調(diào)節(jié)，增強了教學的趣味性。
【專利說明】一種凸透鏡成像實驗裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于教學用具【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種凸透鏡成像實驗裝置，特別涉及一種成像光源為電光源的凸透鏡成像實驗裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]凸透鏡成像規(guī)律實驗是中學教材中重要物理實驗，其實驗?zāi)康氖峭ㄟ^借助特定的教學設(shè)備引導學生認知凸透鏡的成像規(guī)律。完成凸透鏡成像規(guī)律實驗所需的教學設(shè)備主要包括光具座、凸透鏡、光源和光屏等部件。實驗時，在凸透鏡的兩側(cè)分別放置光源和光屏，通過移動光源或光屏相對于凸透鏡的距離，使得光源在光屏上成清晰的像。
[0003]目前在教學中，所用光源通常為蠟燭，但以蠟燭為光源存在較多的缺陷。這些缺陷主要包括使用蠟燭進行實驗，具有一定的不安全性；蠟燭燃燒產(chǎn)生的氣體和冒出的黑煙，讓實驗者感覺不舒服；蠟燭燭焰裸露在空氣中，易受氣流影響而晃動，光源穩(wěn)定性差，導致燭焰和燭焰的像的高度不便于測量；隨著蠟燭的燃燒，蠟燭的高度在減小，燭焰的像隨之往上移動動，成像高度測量不穩(wěn)定；使用蠟燭作為光源時，最清晰的像的位置不易確定；滴下來的蠟不便于清理，易污染放置光源。
[0004]專利CN2645158Y (公告日2004年9月29日)公開了一種凸透鏡成像實驗儀，具有物體和成像的坐標直觀的技術(shù)效果，但其所用光源是蠟燭，存在上述以蠟燭為光源的種種缺陷。專利CN201622748U (公告日2010年11月03日)公開了一種多功能成像教具，以發(fā)光二極管作為光源，克服了蠟燭作為光源的技術(shù)缺陷，但光源和光屏的位置不可調(diào)節(jié)，只可手動移動立板，并且不具有測量間距所用的標尺。
[0005]因此，需要對現(xiàn)有凸透鏡成像規(guī)律實驗的教學設(shè)備進行改進，提高本實驗的教學效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實用新型主要針對以蠟燭作為常用光源的上述技術(shù)問題，對構(gòu)成光源的部件進行了改進，并設(shè)計了一種光源穩(wěn)定、成像效果好、操作簡單的凸透鏡成像實驗裝置。
[0007]本實用新型采取的技術(shù)方案是:
[0008]一種凸透鏡成像實驗裝置，包括導軌及設(shè)置在導軌上的凸透鏡、光屏和光源板，光屏和光源板分布在凸透鏡的兩側(cè)，凸透鏡、光屏和光源板的水平中心線在同一條直線上，所述光源板的中心處開設(shè)一凹槽，凹槽內(nèi)安裝有光源，且光源與光源板靠近凸透鏡一側(cè)的板面處于同一平面，所述光源為電光源。
[0009]所述電光源為數(shù)碼管，光源板遠離凸透鏡一側(cè)的板面上固定有光源殼體，所述光源殼體內(nèi)設(shè)置有與光源相聯(lián)接的電源、開關(guān)和導線。
[0010]所述光屏靠近凸透鏡的一側(cè)的中部設(shè)置有讀取成像高度的刻度。
[0011]所述導軌為兩個且相互平行，導軌所在平面與水平面相平行，導軌端部與兩個光具座固定聯(lián)接。[0012]所述光具座之間固定有標尺，標尺與導軌相平行。
[0013]所述導軌上設(shè)置有沿導軌滑動的光屏支座、凸透鏡支座和光源支座，所述光屏支座與光屏相聯(lián)接，凸透鏡支座與凸透鏡相聯(lián)接，光源支座與光源板相聯(lián)接。
[0014]所述光具座上安裝驅(qū)動電機，驅(qū)動電機與光源支座之間固定有伸縮桿，驅(qū)動電機通過伸縮桿驅(qū)動光源支座沿導軌滑動。
[0015]所述導軌的內(nèi)側(cè)對稱開設(shè)帶有凹槽的軌座各一個，光屏支座、凸透鏡支座和光源支座與導軌相聯(lián)接的聯(lián)接段的端部分別均設(shè)置有滾輪，光屏支座、凸透鏡支座和光源支座分別通過滾輪在軌座內(nèi)移動。
[0016]本實用新型的優(yōu)點是:
[0017](I)本實用新型的光源為電光源，光源優(yōu)選為數(shù)碼管，很好的回避了以蠟燭作為光源的種種缺陷，并且選用人肉眼比較敏感的紅色光源，光屏上呈現(xiàn)的像特別清晰，光源穩(wěn)定性好，教學演示效果好。光源若為數(shù)碼管，光源的高度可以預先測定，減少實驗過程中的測量過程。
[0018](2)本實用新型的光屏上具有可讀取成像高度的刻度，無需再用刻度尺，便于在光屏上直接讀取成像高度。
[0019](3)本實用新型設(shè)置有驅(qū)動電機和伸縮桿，驅(qū)動電機驅(qū)動伸縮桿，伸縮桿帶動光源移動，取代了手動操作，同時也增加了教學演示的趣味性。
[0020]以下將結(jié)合附圖和實施例對本實用新型做進一步詳細說明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1是凸透鏡成像實驗裝置示意圖。
[0022]圖2是帶有驅(qū)動電機和伸縮桿的凸透鏡成像實驗裝置示意圖。
[0023]圖3是光源安置位置示意圖。
[0024]圖4是導軌斷面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]附圖標記說明:1、光具座；2、導軌；3、光源支座；4、光源板；5、固定抱臂；6、凸透鏡；7、光屏；8、伸縮桿；9、驅(qū)動電機；10、光源；11、標尺；12、光屏支座；13、軌座；14、滾輪；
15、凸透鏡支座。
【具體實施方式】
[0026]實施例1:
[0027]凸透鏡成像規(guī)律實驗是中學教材中重要的物理實驗，通常光源選用蠟燭，具有諸多的缺陷。為克服蠟燭光源的技術(shù)缺陷，本實施例提供了一種凸透鏡成像實驗裝置。
[0028]如圖1所示，所述的凸透鏡成像實驗裝置包括光具座1、導軌2、凸透鏡6、光屏7、標尺11、光源10、光源支座3、光源板4、光屏支座12和凸透鏡支座15。其中，光具座I優(yōu)選為兩個，與導軌2固定聯(lián)接。導軌2由兩根不銹鋼管或鋼棒組成，導軌2也可以是兩根塑料管或塑料棒，或是其他起相同作用的柱體。構(gòu)成導軌2的兩根柱體相互平行，導軌2端部與光具座I固定聯(lián)接，并且導軌2所在平面與水平面相平行。
[0029]所述光源支座3、光屏支座12和凸透鏡支座15均設(shè)置在導軌2上，光源支座3、光屏支座12和凸透鏡支座15的形狀可以均為“丄”形，均包括與導軌2相聯(lián)接的水平段和垂直段，光屏支座12的垂直段上部與光屏7相聯(lián)接，凸透鏡支座15的垂直段上部與凸透鏡6相聯(lián)接，光源支座3的垂直段上部與光源板4相聯(lián)接。光屏7和光源10分別位于凸透鏡6的兩側(cè)。標尺11與導軌2相平行且與光具座I固定聯(lián)接，所述的光具座I可以為2個，在2個光具座I之間固定標尺11，方便讀取光源10與凸透鏡6之間的距離、以及凸透鏡6與光屏7之間的距離。
[0030]需要說明的是，凸透鏡6、光屏7和光源10的水平中心線在同一條直線上，確保只在水平方向上移動光屏7和光源10即可獲得光源10的像。如圖3所示，光源支座3的水平段的端部對稱開設(shè)有圓孔，導軌2通過圓孔，光源支座3可沿導軌2滑動。同樣，光屏支座12的水平段的端部對稱開設(shè)有圓孔，導軌2通過圓孔，光屏支座12可沿導軌2滑動，凸透鏡支座15的水平段的端部對稱開設(shè)有圓孔，導軌2通過圓孔，凸透鏡支座15可沿導軌2滑動。
[0031]光源10可以這樣設(shè)置在光源板4上:在光源板4的中心處開設(shè)一凹槽,可以將光源10鑲嵌在凹槽內(nèi)，且光源10與光源板4靠近凸透鏡6 —側(cè)的板面處于同一平面。如此設(shè)置光源10是為了便于讀取光源10與凸透鏡6之間的距離，降低測量誤差。除將光源10鑲嵌在凹槽內(nèi)的方式外，還可以用萬能膠將光源10固定在凹槽內(nèi)，或用其他效果等同的方式固定光源10。在光源板4遠離凸透鏡6 —側(cè)的板面上固定有光源殼體5,所述光源殼體5內(nèi)設(shè)置有與光源10相聯(lián)接的電源、開關(guān)和導線。其中，電源、開關(guān)、導線和光源10構(gòu)成閉合回路，開關(guān)控制光源10的開啟或關(guān)閉。在實施凸透鏡成像規(guī)律實驗前，接通開關(guān)，光源10開啟，通過滑動光源支座3和光屏支座12來改變光屏7和光源10相對于凸透鏡6的距離，在光屏7上獲得光源10的清晰的像，讀出標尺11，獲得光源10與凸透鏡6之間的距離、以及凸透鏡6與光屏7之間的距離，得出凸透鏡6的成像規(guī)律。
[0032]實施例2:
[0033]在實施例1的基礎(chǔ)上，本實施例的光源10優(yōu)選為數(shù)碼管，并且通電后數(shù)碼管可以顯示“6”字。通電后的數(shù)碼管顯示紅色。數(shù)碼管安裝在光源板4中的方法為:在光源板4的中心處開設(shè)一個高3厘米，寬2厘米的矩形凹槽(即光源10的高度剛好為2厘米)；將數(shù)碼管放進矩凹槽內(nèi)，使顯示數(shù)字的一面與光源板4共平面，用萬能膠將數(shù)碼管固定好；用電烙鐵將兩根細導線與數(shù)碼管、電源、開關(guān)焊接，構(gòu)成閉合回路。本實施例所述的電源為兩節(jié)5號干電池或為其他的電源。
[0034]在本實施例中，光屏7靠近凸透鏡6的一側(cè)的中部設(shè)置有讀取成像高度的刻度，這樣就可以便于直接讀出光源10所成像的高度。顯示“6”字的數(shù)碼管在光屏7上的像為倒立的“6”字，倒立的“6”字上面一橫到下面一橫的距離就等于像的高度。若光屏7上不標有刻度，也可以用尺子測量出光源10所成像的高度。
[0035]其他的裝置構(gòu)造及其實施方式同實施例1。
[0036]實施例3:
[0037]在實施例1和實施例2的基礎(chǔ)上，在光具座I上安裝驅(qū)動電機9，驅(qū)動電機9固定在靠近光源10—側(cè)的光具座I上。與驅(qū)動電機9相配套的部件還有電源及控制開關(guān)。驅(qū)動電機9與光源支座3之間固定有伸縮桿8，驅(qū)動電機9通過伸縮桿8使光源支座3沿導軌2滑動。驅(qū)動電機9驅(qū)動伸縮桿8進行伸縮運動，與現(xiàn)有技術(shù)微型自動伸縮桿的實現(xiàn)原理類似。如圖4所示，在兩個導軌2的內(nèi)側(cè)對稱開設(shè)帶有凹槽的軌座13各一個，光源支座3、凸透鏡支座15和光屏支座12的水平段的端部分別均設(shè)置有滾輪14，光源支座3、凸透鏡支座15和光屏支座12分別通過滾輪14在軌座13內(nèi)移動。
[0038]在實施凸透鏡成像規(guī)律實驗前，分別接通控制驅(qū)動電機9和光源10的開關(guān)，驅(qū)動電機9驅(qū)動伸縮桿8進行伸縮運動，伸縮桿8帶動光源支座3沿導軌2滑動，即調(diào)節(jié)光源10與凸透鏡6之間的距離，待光源10在光屏7上呈最清晰的像時，關(guān)閉控制驅(qū)動電機9的開關(guān)，讀出標尺11，獲得光源10與凸透鏡6之間的距離、以及凸透鏡6與光屏7之間的距離，得出凸透鏡6的成像規(guī)律。
[0039]其他的裝置構(gòu)造及其實施方式同實施例1和實施例2。
[0040]上面結(jié)合附圖對本實用新型的實施方式作了說明，但本實用新型并不限于上述實施方式，在本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本實用新型宗旨的前提下做出各種變化。
【權(quán)利要求】
1.一種凸透鏡成像實驗裝置，包括導軌(2)及設(shè)置在導軌(2)上的凸透鏡(6)、光屏(7)和光源板(4)，光屏(7)和光源板(4)分布在凸透鏡(6)的兩側(cè)，凸透鏡(6)、光屏(7)和光源板(4)的水平中心線在同一條直線上，其特征在于:所述光源板(4)的中心處開設(shè)一凹槽，凹槽內(nèi)安裝有光源(10)，且光源(10)與光源板(4)靠近凸透鏡(6) —側(cè)的板面處于同一平面，光源板(4)與導軌(2)滑動聯(lián)接，所述光源(10)為電光源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的凸透鏡成像實驗裝置，其特征在于:所述電光源為數(shù)碼管，光源板(4)遠離凸透鏡(6) —側(cè)的板面上固定有光源殼體(5)，所述光源殼體(5)內(nèi)設(shè)置有與光源(10)相聯(lián)接的電源、開關(guān)和導線。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的凸透鏡成像實驗裝置，其特征在于:所述光屏(7)靠近凸透鏡(6)的一側(cè)的中部設(shè)置有讀取成像高度的刻度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的凸透鏡成像實驗裝置，其特征在于:所述導軌(2)為兩個且相互平行，導軌(2 )所在平面與水平面相平行，導軌(2 )端部與兩個光具座(I)固定聯(lián)接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的凸透鏡成像實驗裝置，其特征在于:所述光具座(I)之間固定有標尺(11)，標尺(11)與導軌(2)相平行。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的凸透鏡成像實驗裝置，其特征在于:所述導軌(2)上設(shè)置有沿導軌(2)滑動的光屏支座(12)、凸透鏡支座(15)和光源支座(3)，所述光屏支座(12)與光屏(7)相聯(lián)接，凸透鏡支座(15)與凸透鏡(6)相聯(lián)接，光源支座(3)與光源板(4)相聯(lián)接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的凸透鏡成像實驗裝置，其特征在于:所述光具座(I)上安裝驅(qū)動電機(9 )，驅(qū)動電機(9 )與光源支座(3 )之間固定有伸縮桿(8 )，驅(qū)動電機(9 )通過伸縮桿(8)驅(qū)動光源支座(3)沿導軌(2)滑動。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的凸透鏡成像實驗裝置，其特征在于:所述導軌(2)的內(nèi)側(cè)對稱開設(shè)帶有凹槽的軌座(13)各一個，光屏支座(12)、凸透鏡支座(15)和光源支座(3)與導軌(2)相聯(lián)接的聯(lián)接段的端部分別均設(shè)置有滾輪(14)，光屏支座(12)、凸透鏡支座(15)和光源支座(3 )分別通過滾輪(14 )在軌座(13 )內(nèi)移動。
【文檔編號】G09B23/22GK203773830SQ201420193723
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年4月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月21日
【發(fā)明者】徐亞榮 申請人:西安高新第三中學