專利名稱：多功能積木式簡易光學教具的制作方法
技術領域：
一種可以通過組合若干光學元件觀察各種光學現(xiàn)象和進行光學實驗的教具－－多功能積木式簡易光學教具。
一般的幾何光學和物理光學實驗是在光具座和光學臺架上進行的，由于價格昂貴、限于實驗室使用，難以普及，給學生學習光學知識帶來困難，迫切需要一種方便簡易可以攜帶，并在課堂內外隨時搭架，以進行若干光學實驗的教具。
本發(fā)明的目的在于提供一種結構簡單、一機多用，直觀可視性好，既可作為中學光學實驗課的教學儀器，又可作為學生第二課堂的智力開發(fā)的玩具，以完成中學全部光學實驗和部分大學普通光學實驗，進而自己動手積木組合多種簡單光學儀器的光學教具。
本實用新型是這樣實施的由矩形盒體和基本光學元器件兩部份組成。專門設計的多功能盒體主要由上蓋和下底構成，該盒體功能上類同一個光具座，以此盒體為基體，既可作為水平光學系統(tǒng)的導軌、立式光學系統(tǒng)的支架，也可以作為儀器盒。有限的幾種光學元器件是五種不同焦距的透鏡和與其適配的透鏡框架，透鏡置于這個可拆卸的框架內并用透鏡壓板壓緊即構成透鏡組，不置于透鏡時則為一個支架和光闌孔；專門設計的多功能目標光闌可以構成狹縫，小孔和目標物；還有平面反光鏡、偏振片、透明玻片和磨砂玻片等。上述元器件與盒體的選配組合，即可圓滿完成設計目的。
以下結合附圖給出本實用新型的實施例


圖1、盒體的上蓋(a)和下底(b)結構示意圖；圖2、五只不同焦距的透鏡(T1－T5)；圖3、平面反光鏡、透明玻片和毛玻璃；圖4、透鏡框架結構示意圖；圖5、目標光闌結構示意圖；圖6、透鏡焦距測量裝置示意圖；圖7、偏振光現(xiàn)象演示實驗圖；圖8、簡易分光計裝置示意圖。
其中，1上蓋，2下底，3邊條，4標尺，5盒體，6五只透鏡，7平面反光鏡，8透明玻片，9毛玻璃，10三棱鏡，11偏振片，12框架，13透鏡壓板，14目標光闌，15檔板，16滑板，17光源，18分度尺。
如
圖1所示，由結構相同的上蓋1及下底2構成的可相吻合的盒體5和一套基本光學元器件構成，且上蓋1和下底2的長邊框內固定耐磨，有彈性的邊條3，以便在其中平動并能夾持光學元器件，上蓋1和下底2的內底面長軸線方向上設有刻度標尺4，綜合起到光具座或光學導軌的效能，上蓋1和下底2兩個長端面中央有半圓孔A和B，作為光學系統(tǒng)的通光孔或當上蓋和下底吻合成盒體5時作為儀器箱的光窗用，上蓋1和下底2長邊框上還設有C和D半圓孔，作為垂直光路時的入射孔或出射孔用。最近相鄰的半圓孔(如A和C)的兩圓心距頂點(如O點)等距，而盒體的長寬高之比為311。上述邊條3用一定彈性的橡膠等彈性材料制成。
基本光學元器件是刻有十字線的方形透明玻片8和平面反光鏡7各兩塊，毛玻璃9一塊，五只焦距(f)分別為5、10、15、－10、－15的光學透鏡6和與之相適配的五只透鏡的方形框架12(見圖4)，一只三棱鏡10，偏振片或立體電影眼鏡11及一只目標光闌14(見圖5)。上述光學元器件在盒體內置放者，其邊框尺度應跟盒體相配合。上述框架12是一個帶有燕尾槽的外方內有圓孔的結構體，中央也設有圓孔的透鏡壓板13可在燕尾槽上滑動，并可壓緊置于其中的透鏡，目標光闌14則是由框架12，在其上設有小孔和目標物“1”的滑板16和固定檔板15構成，滑板16在燕尾槽上可滑動并可取下，而固定檔板則不能，設計上應保證目標物“1”位于整個框架的中央部位，且當滑板16沿光軸旋轉180°時，其上的小孔也處于框架中央，以適應光路要求。
由以上光學元器件和盒體不難裝配成潛望鏡、顯微鏡、伽利略和開普勒望遠鏡、幻燈機、照相機、投影儀、偏振光鏡，并可以演示小孔成像，單縫衍射，牛頓環(huán)，驗證反射定律，進行透鏡焦距測量，進而設計組合望遠潛望鏡，反射望遠鏡，分光計等多種光學儀器的雛形，圖6～8作為典型的示例。
本實用新型結構合理，制作簡便，成本低廉，易于普及，直觀性好，以最少的光學元器件可以組合成足夠的光學實驗，是學生高級智力開發(fā)的良好光學積木玩具，也是中學光學實驗課的必備演示教具。
權利要求1.一種多功能積木式簡易光學教具，其特征在于它是由結構相同的上蓋1及下底2構成的可吻合的盒體5和一套基本光學元器件構成，其中，(a)盒體5的上蓋1及下底2的長邊框內固定耐磨、有彈性的邊條3，以便于在其中平動并能夾持光學元器件，上蓋1和下底2的內底面長軸線方向上設有標尺4，上蓋1和下底2兩個長端面中央設有半圓孔A和B，而上蓋1和下底2長邊框上還設有C和D半圓孔，最近相鄰的半圓孔的兩圓心距相鄰頂點等距，而盒體的長寬高之比為3∶1∶1；(b)上述的基本光學元器件為刻有十字線的方形透明玻片8和平面反光鏡7各兩塊，毛玻璃9一塊，三棱鏡10及偏振片或立體電影眼鏡11，各一個，目標光闌14一個，五只焦距分別為5、10、15、-10、-15的光學透鏡6和與之相適配的五只方形框架12，憑藉可在燕尾槽上滑動的透鏡壓板13可將透鏡緊置于其中。
2.根據(jù)權利要求1所述的光學教具，其特征在于目標光闌14是由框架12、固定擋板15和設有小孔和目標物“1”的滑板16組成，設計上保證目標物“1”位于整個框架的中央部位，且當滑板16沿光軸旋轉180°時，其上的小孔也處于框架中央。
3.根據(jù)權利要求1所述的光學教具，其特征在于上述邊條3是由彈性材料如橡皮等制成。
專利摘要一種多功能積木式簡易光學教具，它是由結構相同的上蓋和下底構成的可吻合的盒體和透鏡、反光鏡、偏振片、三棱鏡等基本光學元件組成。專門設計的盒體在功能上類同一個光具座，選配不同光學元件，可實現(xiàn)中學全部光學實驗，并使學生自己動手組合構筑各種望遠鏡和分光計等光學儀器的雛形。本實用新型結構合理，制作簡單，直觀、可視性好，價格便宜，便于在課堂和家中隨時進行光學實驗，是學生高級智力開發(fā)的良好光學積木玩具和光學教具。
文檔編號G09B23/22GK2144332SQ9221903
公開日1993年10月20日 申請日期1992年6月4日 優(yōu)先權日1992年6月4日
發(fā)明者呂振洪 申請人:青島海洋大學