專利名稱：霧、液式光學(xué)綜合實驗儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及教學(xué)實驗儀器，特別是涉及用于中學(xué)物理光學(xué)實驗的儀器。
技術(shù)背景目前全國中學(xué)光學(xué)教學(xué)實驗使用的實驗儀器僅有編號為J2528型的"光的反 射折射演示器"和編號為J2501的"光具盤"。上述實驗儀器把平行光作為光源，在使 用中不能很好地表現(xiàn)出光路，實驗效果不好；有的通過向空中噴霧來顯示光路，但霧氣 很快消散、光路隨即消失，難以控制。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的，就是把中學(xué)教學(xué)中諸多的光學(xué)實驗集中在一個密閉的實 驗儀器內(nèi)進(jìn)行，使實驗操作更簡單，實驗過程的各種因素更易于控制，形成的光路明亮 穩(wěn)定，提高實驗教學(xué)效果。
本實用新型解決上述問題的技術(shù)方案如下設(shè)計一種霧、液式光學(xué)綜合實驗儀， 包括透明且封閉的外殼；殼體內(nèi)置的凸透鏡、凹透鏡、平面鏡、漫反射金屬箔龜、半 圓形玻璃磚；刻在殼體外表面正面上的光的折射量角器、光的反射量角器、凸透鏡符號、 凹透鏡符號、平面鏡符號、界面線、共用法線、透鏡主軸線；通過小磁鐵貼在外殼后擋 板上的鐵片及激光筆及底座。使用時再根據(jù)需要充入煙霧或混合液。當(dāng)激光穿過煙霧或 混合液時會發(fā)生散射，產(chǎn)生明亮穩(wěn)定的光路。
本實用新型的有益效果是本實用新型通過實施以上技術(shù)方案，把中學(xué)物理光學(xué) 教學(xué)中的光的直線傳播實驗、光的反射及反射規(guī)律實驗、水對光的折射實驗、玻璃對光 的折射及光的折射規(guī)律實驗、光的漫反射與鏡面反射實驗、光的全反射及臨界角測定實 驗、光垂直入射水面或玻璃磚表面實驗、凸透鏡的會聚作用實驗、凹透鏡的發(fā)散作用實 驗集中在一個封閉的儀器內(nèi)進(jìn)行，使實驗操作更簡單，便于控制各因素，能產(chǎn)生明亮穩(wěn) 定的光路，并能從正面的量角器上讀出入射角、反射角、折射角、臨界角的度數(shù)及凸透 鏡的焦距。
圖1是本實用新型霧、液式光學(xué)綜合實驗儀的主視剖視示意圖。
圖2是本實用新型霧、液式光學(xué)綜合實驗儀的主視示意圖。 圖3是本實用新型霧、液式光學(xué)綜合實驗儀的左視剖視示意圖。
具體實施方式
結(jié)合上述附圖進(jìn)一步說明本實用新型的實施例。
由圖1和圖2中可看出，這種霧、液式光學(xué)綜合實驗儀，包括透明的外殼1、外 殼后擋板2、位于儀器頂部可左右開合的透明儀器活動蓋3、控制儀器活動蓋3運動軌 道的凹槽4、用于吸住鐵片13的嵌在外殼后擋板2上的小磁鐵5、用作光源的激光筆 14、底座ll、內(nèi)置的凸透鏡6、凹透鏡7、漫反射金屬箔龜8、半圓形玻璃磚9、平面 鏡10;在外殼正面表盤12上刻有光的折射量角器17、光的反射量角器18、界面線16、 光的折射與反射共用法線15、顯示凸透鏡所在位置的凸透鏡符號19、顯示凹透鏡所在 位置的凹透鏡符號20、顯示平面鏡所在位置的平面鏡符號21、顯示凸透鏡6和凹透鏡 7的主軸位置的透鏡主軸線22。
使用中，首先打開儀器活動蓋3，向儀器內(nèi)注入適量煙霧，封閉儀器活動蓋3，然 后取鐵片13置于儀器弧形頂部上，鐵片13被小磁鐵5吸引緊貼在外殼后擋板2上，接 著把激光筆14利用磁性緊貼在鐵片13上，激光筆14可隨鐵片13沿儀器弧形頂部移動 至任何所選位置。
做光的反射規(guī)律實驗時，把激光筆14以所選角度射向共同法線15與平面鏡符號 21相交點所對應(yīng)平面鏡10上的點，激光穿過煙霧時發(fā)生散射產(chǎn)生明亮穩(wěn)定的光路，可 從外殼正面上的光的反射量角器18上讀出入射角和反射角，并總結(jié)出光的反射規(guī)律。
做玻璃對光的折射及折射定律實驗時，激光筆14以所選角度對準(zhǔn)界面線16與共 用法線15的相交點所對應(yīng)的半圓形玻璃9上的點入射，產(chǎn)生明亮穩(wěn)定的光路，結(jié)合光 路與儀器正面上的光的折射量角器讀出入射角、折射角的度數(shù)并總結(jié)出光的折射規(guī)律。
做水對光的折射實驗時，在水中滴入少許豆奶并注入儀器內(nèi)，使液面達(dá)到界面線 16處，再注入煙霧，然后用激光筆以所選角度對準(zhǔn)界面線16與共用法線15的相交點 所對應(yīng)半圓V形玻璃磚9上的點入射，產(chǎn)生明亮穩(wěn)定的入射光路和折射光路，結(jié)合儀器 正面上的光的折射量角器可讀出入射角和折射角的度數(shù)。
做光的鏡面反射和漫反射實驗時，注入煙霧并用兩支平行放置的激光筆14依次照 射平面鏡7和漫反射金屬箔龜8，產(chǎn)生的鏡面反射和漫反射光路明亮清晰，比較它們的 不同。
做凸透鏡的會聚作用實驗時，取兩只激光筆14平行吸附在鐵片13上并貼在外殼 后擋板2右側(cè)的小磁鐵5上，注入煙霧并用激光筆14平行于透鏡主軸線22射向凸透鏡 6，可看到明亮的光路經(jīng)凸透鏡折射后會聚于一點，結(jié)合透鏡主軸線的刻度可讀出凸透 鏡的焦距。
做凹透鏡的發(fā)散作用實驗時，取兩只激光筆14平行吸附在鐵片13上并貼住外殼 后擋板2左側(cè)的小磁鐵上，注入煙霧并用激光筆14平行于透鏡主軸線22射向凹透鏡7， 可見明亮的光路徑凹透鏡折射后向外發(fā)散。
做光沿直線傳播實驗時，注入煙霧并用激光筆14從儀器外殼的右側(cè)射向左側(cè)，產(chǎn) 生明亮平直的光路。
做光的全反射及臨界角測定實驗時，注入煙霧并用激光筆14透過儀器活動蓋3射 向半圓形玻璃磚9的平直面，不斷增大入射角直至折射光線消失，結(jié)合折射量角器讀出 臨界角的讀數(shù)。
做光垂直入射玻璃表面實驗時，注入煙霧并用激光筆14垂直于半圓形玻璃磚9的
平直面入射，觀察有無折射現(xiàn)象。
由圖1中可看出，所述實驗儀器設(shè)有可左右開合的透明的儀器活動蓋3。
由圖1中可看出，所述實驗儀設(shè)有控制儀器活動蓋3運動軌道的凹槽4。
由圖1和圖3中可看出，所述實驗儀外殼后擋板上嵌有小磁鐵5。
由圖1中可看出，所述實驗儀的凹槽4、儀器活動蓋3及外殼后擋板2的頂部邊
沿在同一同心圓上。
由圖2中可看出，所述實驗儀設(shè)有鐵片13和激光筆14。
由圖2中可看出，所述實驗儀外殼正面表垂12上刻有共用法線15、界面線16、 光的折射量角器17、光的反射量角器18、凸透鏡符號19、凹透鏡符號20、平面鏡符號 21、透鏡主軸線22。
由圖2中可看出，所述實驗儀外殼正面表盤12上的共用法線15位于外殼正面表 盤12的中央并與界面線16、透鏡主軸線22、平面鏡符號21垂直相交。
由圖2中可看出，所述實驗儀外殼正面表盤12上的光的反射量角器設(shè)有內(nèi)、外兩 道弧形刻度線，內(nèi)弧半徑小于外弧半徑。
由圖1中可看出，所述實驗儀的半圓形玻璃磚9設(shè)置在儀器內(nèi)后壁的中央且平直 面向上與界面線16平齊。
權(quán)利要求1、一種霧、液式光學(xué)綜合實驗儀，包括透明的外殼(1)、內(nèi)置的凸透鏡(6)、凹透鏡(7)、漫反射金屬箔龜(8)、半圓形玻璃磚(9)、平面鏡(10)和刻于外殼正面表盤(12)上的光的折射量角器(17)、光的反射量角器(18)、共用法線(15)及界面線(16)；其特征在于凸透鏡(6)、凹透鏡(7)、漫反射金屬箔龜(8)、半圓形玻璃磚(9)、平面鏡(10)都安裝在封閉的外殼(1)內(nèi)，凸透鏡(6)位于實驗儀內(nèi)的右側(cè)、凹透鏡(7)位于實驗儀內(nèi)的左側(cè)、凸透鏡(6)與凹透鏡(7)位置等高且主軸重合；漫反射金屬箔龜(8)和平面鏡(10)設(shè)置于實驗儀內(nèi)底部；半圓形玻璃磚(9)設(shè)置在實驗儀內(nèi)后板壁上，其平直面向上與外殼正面表盤(12)上的界面線(16)平齊；外殼正面表盤(12)上刻有光的折射量角器(17)、光的反射量角器(18)、共用法線(15)、界面線(16)、顯示凸透鏡(6)所在位置的凸透鏡符號(19)、顯示凹透鏡(7)所在位置的凹透鏡符號(20)、平面鏡符號(21)、透鏡主軸線(22)；共用法線(15)設(shè)置在外殼正面表盤(12)的中央，并垂直平分界面線(16)、透鏡主軸線(22)、平面鏡符號(21)，平分光的折射量角器(17)、光的反射量角器(18)；凹透鏡符號(20)設(shè)置在共用法線(15)左側(cè)，凸透鏡符號(19)設(shè)置在共用法線(15)右側(cè)，且它們到共用法線的距離相等。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的霧、液式光學(xué)綜合實驗儀，其特征在于實驗儀頂部設(shè) 有可左右開合的弧形透明儀器活動蓋(3)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的霧、液式光學(xué)綜合實驗儀，其特征在于光的反射量角 器(18)設(shè)有內(nèi)、外兩道弧形刻度線，內(nèi)弧半徑小于外弧半徑。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的霧、液式光學(xué)綜合實驗儀，其特征在于光的折射量角 器(17)及界面線(16)設(shè)置在光的反射量角器(18)的內(nèi)弧刻度線與外弧刻度線之間。其圓心 與共用法線(15)和界面線(16)的相交點重合。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的霧、液式光學(xué)綜合實驗儀，其特征在于光的反射量角 器(18)的圓心設(shè)置在共用法線(15)與平面鏡符號(21)的相交點上。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的霧、液式光學(xué)綜合實驗儀，其特征在于光的折射、光 的反射實驗只共用一條法線(15),,
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的霧、液式光學(xué)綜合實驗儀，其特征在于實驗儀頂部設(shè)置有控制儀器活動蓋(3)運動軌道的凹槽(4)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的霧、液式光學(xué)綜合實驗儀，其特征在于外殼后擋板(2)的上部及左右兩側(cè)都嵌有小磁鐵(5)。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的霧、液式光學(xué)綜合實驗儀，其特征在于光的反射量角 器18上的兩道弧形刻度線、弧形凹槽、外殼后擋板(2)的上部邊沿、弧形透明的儀器活 動蓋(3)都在一個同心圓上，其圓心位于共用法線(15)與平面鏡符號(21)的相交點上。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的霧、液式光學(xué)綜合實驗儀，其特征在于實驗儀配有 小鐵片(13)及激光筆(14)、底座(ll)。
11、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的霧、液式光學(xué)綜合實驗儀，其特征在于半圓形玻璃磚的厚度小于儀器的厚度。12根據(jù)權(quán)利要求1所述的霧、液式光學(xué)綜合實驗儀，其特征在于實驗儀在工作 時要充入煙霧或水和豆奶的混合液。
專利摘要一種霧、液式光學(xué)綜合實驗儀，包括儀器外殼1、內(nèi)置的凸透鏡6、凹透鏡7、漫反射金屬箔龜8、半圓形玻璃磚9、平面鏡10、配合激光筆14、封閉的煙霧、混合液，利用煙霧、混合液對激光的散射產(chǎn)生明亮穩(wěn)定的光路來完成中學(xué)物理光學(xué)教材中的光沿直線傳播、光的反射規(guī)律、水對光的折射、玻璃對光的折射及折射規(guī)律、光的漫反射與鏡面反射、光的全反射及臨界角測定、光垂直入射水面或玻璃、凸透鏡的會聚作用、凹透鏡的發(fā)散作用等光學(xué)實驗。本實驗儀全部用透明塑料或玻璃制成，成本低、效果好，易于操作。
文檔編號G09B23/22GK201057575SQ20062014461
公開日2008年5月7日 申請日期2006年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月29日
發(fā)明者黃學(xué)時 申請人:黃學(xué)時