多功能光学实验仪的制作方法

文档序号:2605096
专利名称:多功能光学实验仪的制作方法
技术领域
本实用新型属于中学物理学科中光学实验教学仪器。
中学物理实验室现有的光学仪器有三种①光具盘(60年代用),②四川省新川教学仪器厂生产的氦氖激光器(现已淘汰),③浙江台州光学仪器厂生产的J2501-1(G-GP-FC-2)光具盘。这三种光学仪均属于演示仪器,不适合学生实验。第一种光具盘采用太阳光做光源,入射光的方向须用平面镜反射控制,不易操作,受时间条件限制很大,用聚光灯泡做光源,白天在教学实验,看不见光线。浙江台州光学仪器厂生产的光具盘,光源采用的是聚光灯泡,只能在暗室实验。这三种仪器实验受条件限制较大教师多数不愿用,这些仪器只是实验室搁置。特别是农村中学,急需一种适合农村中学条件的光学仪器。
本实用新型的目的是提供一种多功能实验仪,采用了新的光源技术,由三个激光二极管组合而成,组装方便,更换方便。白天在教学实验光线清晰可见,且可以产生1-3条光线;光源采用转柄技术的入射方向可在360°范围内任意改变;光盘采用塑料圆盘并且光源转柄可随圆盘一起绕竖直轴在水平面上自由转动,该实验仪器可供学生实验或教师实验演示用。
本实用新型的突出优点结构简单,直观性强,使用方便,造价低;使用范围包括①可实验演示光的反射中的反射定律、镜面反射、漫反射、凹面镜反射和凸面镜的反射等;②可实验演示光的白射中的折射定律、水的折射和折射率、棱镜、玻璃砖、半圆玻璃砖的折射以及全反射,凹凸透镜的发散和会聚等;③还可演示物理光学的干涉和衍射现象等。
本实用新型主要包括光源、转柄、光盘、支架与光学元件箱构成。
本实用新型结合附图详细说明如下


图1是实验仪整体示意图;图2是光盘正视图;图3是光盘侧视图;图4是转柄正视图;图5是转柄侧视图;图6是转柄后视图;图7是光源盒示意图;图8是电路图。
如图所示,1是光盘,2是转柄,3是光源,4是竖直轴,5是底座,6是法线激光头,7是内刻度,8是界面,9是外刻度,10是吸附磁盘,11是转柄轴,12是磁铁,13是竖直轴套,14是转柄轴套,15是光源插头,16是骨梁,17是光屏插头,18是线路,19是开关,20是电源盒,21是玻璃棒,22是光源盒插孔,23是光源线插锁板。
光源部分由光源盒、光源、圆玻璃棒组成。光源盒内设有三个光源插座,光源是由三个激光二极管组成,激光二极管直接插入插座;光源盒底部设有插孔,光源盒通过插孔装在转柄的插头处。
转柄部分实验所用电路、电源、光源均装在转柄上,转柄装在水平轴上。转柄为梭形,一端是光源盒插头,另一端是光屏插头,中间是转柄轴套,转柄平面上装有骨梁,转柄上还设有电源盒、电路、三个拨动开关,光源和电路的连接,采用插锁式,因此光源盒和激光头均可以方便的拆换。
光盘部分光盘中心部分设有吸附磁盘,光盘上设有外圆和内圆两个刻度盘,光盘上装有供转柄转动的水平轴和供光盘转动的竖直轴套。
光盘为圆盘,光盘正面是角度盘,一外圆角度盘和内圆角度盘。竖直直径是法线,法线两端为0°,水平直径是界面,界面两端标为90°,内外圆刻度对应。光盘的背面固定着转柄粗轴;转柄粗轴上设有光盘转动套,转柄粗轴和光盘接合处,装有环形磁铁(吸附磁盘)。
光学元件箱光学元件有平面镜、曲面镜、凸面镜、凹面镜、水箱、棱镜、玻璃砖、半圆玻璃砖、全反射棱镜、凸透镜、凹透镜、双缝、单缝、光栅、光屏…。
支架包括底座和竖直轴,竖直轴装于底座上。
本实用新型的光源盒、转柄、光盘、电源盒均为塑料板制品,光源采用激光笔中的激光二极管,吸附磁盘采用环形磁铁,元件部分水箱用有机板制,水箱背面装有吸附铁片。其余元件基本上是成品,支架底座和竖直轴是铁制品,由电源为三节五号电池。成本核算30-50元/件。
本实用新型适用于初中和高中物理教学中的光学部分的内容,特别是农村中学,急需实验仪器,所以该实验仪市场和销路前景广阔。
应用实施例1用该新型实验仪研究光的反射定律(镜面反射和漫反射),将平面镜放在吸附磁盘上,镜面与圆盘水平直径重合,让入射光线沿某角度入射到法线和镜面的交点处(圆心),即得反射光线,改变入射角度,反射角随之改变。通过实验就可总结出光的反射定律。 应用实施例2用该新型实验仪研究光的折射定律,及求水的折射率,将水箱放在吸附磁盘上,让水面与圆盘水平直径重合,让入射光线沿某一角度入射到法线与水面的交点处(圆心)光线进入水中,传播方向改变,即得到折射现象,并且可读出空气中的入射角和水中的折射角。改变入射角,折射角随之改变。由入射角i和折射角r可求出水的折射率。n=sinisinr=sin40osin30o=1.3]]> 应用实施例3将半圆玻璃砖放在吸附磁盘上,半圆玻璃砖平面(直径面)与水平直径重合,让入射光线沿某一角度入射,可观察和研究①反射光线和折射光线的传播方向;②反射光线和折射光线随入射角发生变化的情况;③全反射情况和临界角。
权利要求1.一种多功能光学实验仪,其特征在于它主要包括光源、转柄、光盘、支架与光学元件箱构成;所说的光源部分是由光源盒、光源、圆玻璃棒组成,光源盒内设有三个光源插座,光源是由三个激光二极管组成,激光二极管直接插入插座,光源盒底部设有插孔,光源盒通过插孔装在转柄的插头处;所说的转柄上装有实验所用电路、电源、光源,转柄装在水平轴上;转柄为梭形,一端是光源盒插头,另一端是光屏插头,中间是转柄轴套,转柄平面上装有骨梁,转柄上还设有电源盒、电路、三个拨动开关,光源和电路的连接,采用插锁式,光源盒和激光头均可以方便的拆换;所说的光盘中心部分设有吸附磁盘,光盘正面是角度盘,光盘上设有外圆和内圆两个刻度盘,光盘上装有供转柄转动的水平轴和供光盘转动的竖直轴套,竖直直径是法线,法线两端为0°,水平直径是界面,界面两端标为90°,内外圆刻度对应;光盘的背面固定着转柄粗轴;转柄粗轴上设有光盘转动套,转柄粗轴和光盘接合处,装有环形磁铁吸附磁盘;所说的光学元件箱是光学实验元件;所说的支架是包括底座和竖直轴,竖直轴装于底座上。
2.按照权利要求1所说的多功能光学实验仪,其特征在于所说的光学实验元件包括平面镜、曲面镜、凸面镜、凹面镜、水箱、棱镜、玻璃砖、半圆玻璃砖、全反射棱镜、凸透镜、凹透镜、双缝、单缝、光栅或光屏。
专利摘要本实用新型属于中学物理学科中光学实验教学仪器,包括光源、转柄、光盘、支架与光学元件箱构成的多功能光学实验仪。光源是由三个激光二极管组成,光源盒通过插孔装在转柄的插头处,光盘上设有外圆和内圆两个刻度盘,转柄轴和光盘接合处装有环形磁铁吸附磁盘,支架包括底座和竖直轴,竖直轴装于底座上。本实用新型结构简单,直观性强,使用方便,造价低,可实验演示光的反射定律、折射定律、和物理光学的干涉和衍射现象等。
文档编号G09B23/00GK2434750SQ0024316
公开日2001年6月13日 申请日期2000年7月20日 优先权日2000年7月20日
发明者李文斌, 李德胜, 张新忠, 解柱军 申请人:李文斌, 李德胜, 张新忠, 解柱军
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