凸透鏡成像教具的製作方法

2023-05-10 10:49:01 1

凸透鏡成像教具的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種凸透鏡成像教具，該凸透鏡成像教具第一光源發生器通過維度支架來調節雷射光束的角度，於凸透鏡光心穿出，第二光源發生器發出平行雷射光束，於凸透鏡處發生折射，由此兩束雷射光束於充滿煙霧的密閉室中模擬出凸透鏡成像原理，並可以通過密閉式中的刻度尺讀出像距、物距，具有環保、操作簡單、生動有趣、便於理解凸透鏡成像規律的優點。
【專利說明】凸透鏡成像教具
【【技術領域】】
[0001]本實用新型屬於教學教具領域，具體涉及一種凸透鏡成像教具。
【【背景技術】】
[0002]在凸透鏡成像實驗教學中，傳統的凸透鏡成像實驗具有以下局限性:1、採用蠟燭做光源，不能顯示出光線的傳播方向；2、蠟燭燃燒產生有害氣體，既不健康也不環保；3、光屏成像時需手動調節像距，難以找到清晰的像，從而帶來實驗誤差，操作起來比較困難；4、不能直觀察到凸透鏡成像規律，需通過數據總結才能得出凸透鏡成像規律，導致剛接觸物理知識的人群難以理解凸透鏡成像規律。鑑於以上局限性，現有的凸透鏡成像實驗很難以達到教學效果。
【
【發明內容】
】
[0003]本實用新型的目的是提供一種可以顯示光線傳播方向、環保、操作方便、便於觀察成像規律的凸透鏡成像教具。
[0004]本實用新型提供一種凸透鏡成像教具，包括:第一光源發生器、第二光源發生器、以及長立方體密閉室，所述第一光源發生器與第二光源發生器沿長立方體密閉室長度方向設於長立方體密閉室一側，且所述第二光源發生器設於第一光源發生器與長立方體密閉室之間，
[0005]所述長立方體密閉室左端面上設有孔，且該長立方體密閉室內設有平凸柱面透鏡，該平凸柱面透鏡的柱面與左端面相平行，所述第一光源發生器發出的雷射光束經過孔後沿凸透鏡光心穿出，所述第二光源發生器發出的雷射光束經過孔後於平凸柱面透鏡處發生折射，且該第二光源發生器較第一光源發生器低，
[0006]且所述長立方體密閉室的前表面為透明視窗，右端面內壁設有用於防止反光的黑色磨砂布，後表面內壁設有黑色層，該黑色層上橫向設有光軸、以及垂直於光軸的物方線及像方線，所述光軸與凸透鏡光心處於同一水平位置。
[0007]特別的，包括:煙霧發生器，該煙霧發生器的出煙口與密閉室連通。
[0008]特別的，所述後表面黑色層上設有平行於光軸的刻度尺。
[0009]特別的，所述第一光源發生器通過維度支架設於密閉室的一側，所述第二光源發生器通過固定支架設於第一光源發生器與密閉室之間。
[0010]特別的，所述密閉室上表面靠近孔的一端設有傾斜面，該傾斜面的靠近孔的一端較另一端高，且該傾斜面的邊緣通過薄膜與密閉室連通。
[0011]特別的，所述傾斜面與密閉室之間的夾角A為30-45°。
[0012]特別的，所述第一光源發生器與第二光源發生器為綠色集光器。
[0013]相較於現有技術，本實用新型所述的凸透鏡成像教具通過第一光源發生器及第二光源發生器發出雷射光束，於密閉室中模擬凸透鏡成像原理，並通過密閉式中的刻度尺讀出像距、物距，進一步研究凸透鏡成像規律。本實用新型採用光源發生器發出雷射光束；採用維度支架來調節第一光源發生器發出光束的角度，使得像距、物距發生變化，具有環保、操作簡單、生動有趣、便於理解凸透鏡成像規律的優點。
【【專利附圖】

【附圖說明】】
[0014]圖1為本實用新型的結構示意圖；
[0015]圖2為圖1的側視圖。
【【具體實施方式】】
[0016]為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖，對本實用新型進一步詳細說明。
[0017]請參閱圖1-圖2，本實用新型所述的凸透鏡光源成像教具，包括:
[0018]第一光源發生器1、第二光源發生器2、以及長立方體密閉室3，所述第一光源發生器I與第二光源發生器2沿長立方體密閉室3長度方向設於長立方體密閉室3 —側,且所述第二光源發生器2設於第一光源發生器I與長立方體密閉室3之間，
[0019]所述長立方體密閉室3左端面31上設有孔311，且該長立方體密閉室3內設有平凸柱面透鏡4，該平凸柱面透鏡的柱面與左端面31相平行，所述第一光源發生器I發出的雷射光束經過孔31後沿平凸柱面透鏡4光心41穿出，所述第二光源發生器2發出的雷射光束經過孔311後於凸透鏡4處發生折射，且該第二光源發生器2較第一光源發生器I低，
[0020]且所述長立方體密閉室3的前表面32為透明視窗，右端面33內壁設有用於防止反光的黑色磨砂布331，後表面34內壁設有黑色層，該黑色層上橫向設有光軸341、以及垂直於光軸341的物方線342及像方線343，所述光軸341與凸透鏡4光心41處於同一水平位置,通過光軸341、物方線342及像方線343的設置，可以對成像的大小，方向，像距，物距做出清晰的比較和判斷。
[0021]特別的，包括:煙霧發生器5，該煙霧發生器5的出煙口 51與密閉室3連通於使用時，煙霧發生器5發生煙霧，使煙霧沿出煙口進入密閉室3，使得密閉室3中充滿煙霧，從而得到明亮的雷射光束。
[0022]特別的，所述後表面32黑色層上設有平行於光軸341的刻度尺(344)，通過刻度尺(344)可以讀出像距、物距。
[0023]特別的，所述第一光源發生器I通過維度支架設於密閉室3的一側，所述第二光源發生器2通過固定支架設於第一光源發生器I與密閉室3之間，通過維度支架可以使第一光源發生器發出任意角度的雷射光束。
[0024]特別的，所述密閉室3上表面靠近孔311的一端設有傾斜面6，該傾斜面6的靠近孔311的一端較另一端高，且該傾斜面6的邊緣通過薄膜7與密閉室3連通，通過傾斜面6的設置，避免了維度支架升高後上表面遮擋雷射光束，為第一光源發生器I提供了足夠的空間，通過薄膜的設置防止了煙霧快速擴散。
[0025]特別的，所述傾斜面6與密閉室3之間的夾角A為30-45°。
[0026]特別的，所述第一光源發生器I與第二光源發生器2為綠色集光器，使得成像效果更加明顯。
[0027]工作原理及工作過程:
[0028]於使用時，打開電子菸霧發生器5秒鐘後關閉開關，使煙霧均勻充滿密閉容器，之後打開第一光源發生器I及第二光源發生器2，此時所述第一光源發生器I發出的雷射光束經過孔31後沿平凸柱面透鏡4光心41穿出，所述第二光源發生器2發出的雷射光束經過孔311後於凸透鏡4處發生折射，兩束雷射光束於平凸柱面透鏡4左邊的交點到光軸341處的距離認為是物的高度，右邊的交點到光軸341處的距離認為是像的高度，取光軸上方為正方向，根據刻度尺344讀出物距與像距，做出記錄，再次調節維度支架，使得物方交點依次在二倍焦距以外、二倍焦距上、一倍焦距到二倍焦距之間、一倍焦距上，一倍焦距以內，並分別記錄物方交點位置，觀察兩處交點到光軸的距離判斷像的大小關係。
[0029]應當理解的是，對本領域普通技術人員來說，可以根據上述說明加以改進或變換，而所有改進和變換都應屬於本實用新型所附權利要求的保護範圍。
【權利要求】
1.一種凸透鏡成像教具，其特徵在於，包括:第一光源發生器(I)、第二光源發生器(2)、以及長立方體密閉室(3)，所述第一光源發生器(I)與第二光源發生器(2)沿長立方體密閉室(3)長度方向設於長立方體密閉室(3) —側,且所述第二光源發生器(2)設於第一光源發生器(I)與長立方體密閉室(3)之間， 所述長立方體密閉室(3)左端面(31)上設有孔(311)，且該長立方體密閉室(3)內設有平凸柱面透鏡(4)，該平凸柱面透鏡(4)的柱面與左端面(31)相平行，所述第一光源發生器(I)發出的雷射光束經過孔(31)後沿凸透鏡(4)光心(41)穿出，所述第二光源發生器(2)發出的雷射光束經過孔(311)後於凸透鏡(4)處發生折射，且該第二光源發生器(2)較第一光源發生器(I)低， 且所述長立方體密閉室(3)的前表面(32)為透明視窗，右端面(33)內壁設有用於防止反光的黑色磨砂布(331)，後表面(34)內壁設有黑色層，該黑色層上橫向設有光軸(341)、以及垂直於光軸(341)的物方線(342)及像方線(343)，所述光軸(341)與平凸柱面透鏡(4)光心(41)處於同一水平位置。
2.根據權利要求1所述的凸透鏡成像教具，其特徵在於，包括:煙霧發生器(5)，該煙霧發生器(5)的出煙口(51)與密閉室(3)連通。
3.根據權利要求1所述的凸透鏡成像教具，其特徵在於，所述後表面(32)黑色層上設有平行於光軸(341)的刻度尺(344)。
4.根據權利要求1所述的凸透鏡成像教具，其特徵在於，所述第一光源發生器(I)通過維度支架設於密閉室(3)的一側，所述第二光源發生器(2)通過固定支架設於第一光源發生器⑴與密閉室⑶之間。
5.根據權利要求1所述的凸透鏡成像教具，其特徵在於，所述密閉室(3)上表面靠近孔(311)的一端設有傾斜面￠)，該傾斜面￠)的靠近孔(311)的一端較另一端高，且該傾斜面(6)的邊緣通過薄膜(7)與密閉室(3)連通。
6.根據權利要求5所述的凸透鏡成像教具，其特徵在於，所述傾斜面(6)與密閉室(3)之間的夾角A為30-45°。
7.根據權利要求1所述的凸透鏡成像教具，其特徵在於，所述第一光源發生器(I)與第二光源發生器(2)為綠色集光器。
【文檔編號】G09B23/22GK204045092SQ201420463108
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年8月15日 優先權日:2014年8月15日
【發明者】向優生, 周懿 申請人:重慶師範大學