多功能光学实验仪的制作方法
【专利摘要】本发明涉及物理教学设备领域，属于光学现象显示仪器。能清晰显示光的传播路径及产生的光学现象。其结构包括可转动的底座；刻有长度和角度刻度的磁性圆盘，圆盘上半部有四分之一可后转，下半部一面装有半圆形玻璃砖，另一面装有半圆形水槽，水槽内可装入不同的透明液体。有磁性灯座，经改装的电子激光灯；电子蜡烛；能调节小孔大小的小孔成像盘；有磁性卡槽，平面镜成像透明玻璃片、单缝双缝衍射干涉镜片、反射衍射光栅、偏振玻璃片；有带磁性底座的凸透镜、凹面镜、三棱镜、光屏等附件。各个附件均可放置在磁性圆盘上，选择不同附件可完成18组不同的光学实验。
【专利说明】多功能光学实验仪
【技术领域】
[0001]本发明涉及物理教学设备领域，是属于光学现象显示实验仪器。能清晰的显示光的传播路径及产生的光学现象。是光学教学的重要仪器。
【背景技术】
[0002]目前在物理教学中使用的光学实验仪器普遍存在体大笨重，操作繁难，造价偏高，功能单一，光学现象不明显，能见度低，需在暗室观察的缺点。教师在教学过程中无法清晰方便的显示光的传播路径，学生看不清光学现象，不能直观的理解光学原理，降低了学生学习的积极性，影响了教学效果。
【发明内容】
[0003]本发明的技术任务是针对上述光学实验仪器的不足之处，提供的一种构造合理简单，使用灵活轻便，显示光学现象清晰，能见度高，不需要暗室，在教室内就可使全班学生清晰的看到光的传播路径及产生的光学现象，且功能多，用途广，可演示初高中绝大多数光学实验(多达18个以上)的仪器。使绚丽多彩的光学现象真切的展现在学生面前。
[0004]本发明解决其技术问题所采取的技术方案是:该实验仪器包括可转动的底座；刻有长度刻度和角度刻度的磁性圆盘，圆盘上半部有四分之一可后转，圆盘下半部一面装有半圆形玻璃砖，另一面装有半圆形水槽，水槽内可装入不同的透明液体。有磁性灯座，经改装的电子激光灯；电子蜡烛；能调节小孔大小的小孔成像盘；有磁性卡槽，平面镜成像透明玻璃片、单缝双缝衍射干涉镜片、反射衍射光栅、偏振玻璃片；有带磁性底座的凸透镜、凹面镜、三棱镜、光屏等附件。各个附件均可放置在磁性圆盘上，选择不同组合可完成不同的实验。
[0005]本发明与现有光学实验仪器相比，具有设计合理，构造简单，容易制作，造价低廉；轻巧灵活，使用方便，现象清晰，能见度高，无需暗室，在教室实验全班学生都能看清；功能多，能演示初高中物理教材中绝大多数光学实验(多达18个以上)，能使绚丽多彩的光学现象真切的展现在学生面前，给学生以形象直观的认知理解，激发学生的学习兴趣，提高教学效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0006]下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0007]附图1为多功能光学实验仪的结构示意图。附图2是磁性灯座，附图3是电子激光灯和磁性灯座，附图4是小孔成像盘，附图5是磁性卡槽。
[0008]附图中:1、磁性圆盘，2、1/4可后转磁性圆盘,3、半圆形玻璃砖,4、半圆形水槽(在另一面)，5、长度刻度，6、角度刻度，7、橡胶绞链，8、可转动立柱，9、底座，10、电子激光灯和磁性灯座。11、卡槽,12、圆形磁铁。13、小孔,14、小孔大小调节板,15、小孔转盘,16、小孔选择旋钮，17、小孔选择标识，18、磁性卡槽。
【具体实施方式】
[0009]下面结合附图1和具体实施例对本发明作进一步说明。
[0010]本发明多功能光学实验仪，其结构包括刻有长度刻度5和角度刻度6的磁性圆盘1，圆盘上部有1/4可后转2，圆盘一面装有半圆形玻璃砖3，另一面装有半圆形水槽4，水槽内可装入不同的透明液体；上部中垂线处装有橡胶绞链7，下部有可转动立柱8和底座9，盘面上可放置经改装的带磁性灯座的电子激光灯10。其它附件有:磁性卡槽，电子蜡烛，能调节小孔大小的小孔成像盘，平面镜、透明玻璃片、单缝双缝镜片、反射衍射光栅、偏振玻璃片；带磁性底座的凹面镜、凸透镜、三棱镜、光屏等。
[0011]制作磁性圆盘:在35cmX 35cm的高密板上画直径为32cm的圆，沿竖直和水平直径切下1/4，再沿竖直径刻Icm宽2mm深的槽，在槽中粘橡胶条；再在薄铁皮上画直径为32cm的圆，沿竖直和水平直径切下1/4，与高密板粘合；画有长度刻度和角度刻度的不干胶贴在薄铁皮上；最后把半圆形玻璃砖和半圆形水槽分别粘在圆盘两侧(三者圆心要在同一直线上)。
[0012]可转动立柱用塑料管制作；底座可做成圆盘式或抽屉式，抽屉式可放附件。
[0013]教学时，可根据不同的演示实验在磁性圆盘上放置不同的附件，如电子激光灯、平面镜、凹面镜、三棱镜、凸透镜、光屏等；在磁性卡槽上可卡小孔成像盘、透明玻璃片、单缝双缝镜片、反射衍射光栅、偏振玻璃片等。以演示小孔成像规律、光的反射规律、平面镜成像规律，凹面镜成像规律，折射规律、全反射及临界角，凸透镜成像规律，双缝干涉、单缝衍射、光栅衍射、光的偏振等光学现象。
使用方法:
[0014]1、演示光的直线传播:用激光灯使激光(线光源)扫过圆盘平面或沿中垂线射入玻璃或水中，均可看到光线在同种媒质中传播的路线是直的。
[0015]2、演示小孔成像:把蜡烛、小孔成像盘和光屏依次放在圆盘上，调节三者之间的距离，可在光屏上看到蜡烛倒立的像。调节小孔大小可观察像的清晰度及亮度的变化情况。
[0016]3、演示光的反射规律:把小平面镜放在半圆形玻璃砖上，用激光灯以不同入射角扫过圆盘平面射向圆心，可看到反射角等于入射角。多做几次实验，可得出光的反射规律。
[0017]4、演示平面镜成像规律:把透明玻璃片插入磁性卡槽，沿竖直径放在圆盘上，把电子蜡烛开亮放在透明玻璃片一侧，观察它在玻璃片中成的像，再拿另一个电子蜡烛在另一侦U移动，直到也像点亮时为止，观察两灯大小，倒正，距玻璃片的距离，可得出平面镜成像规律。
[0018]5、演示光在玻璃或水中的折射、反射及规律:用激光灯扫过圆盘平面从圆心处射入玻璃或水，观察入射光、折射光和反射光线的变化情况，总结出折射规律。
[0019]6、演示光的全反射及临界角:用激光灯沿圆周垂直射向半圆形玻璃砖或半圆形水槽圆心处，观察入射光线、折射光线和反射光线，当入射角逐渐增大到某一值时，折射光全射入玻璃或水中，即发生了全反射。这时的入射角即为临界角。
[0020]7、测玻璃或液体的折射率:在实验(5、)中测出几组入射角和折射角的值，用折射率公式即可算出折射率。
[0021]8、演示光路的可逆性:用激光做反射或折射实验,把入射角与反射角或折射角对调，可以观察到光路是可逆的。
[0022]9、演示凸透镜对光的会聚作用:把电子蜡烛开亮，沿圆盘平面射向半圆形玻璃砖，可看到折射光线向中间会聚。为讲凸透镜打下基础。
[0023]10、演示光的色散现象:把三棱镜放在圆盘上，用白色LED灯照射三棱镜并调节入射角，使彩色光出现，说明白光可分解为彩色光。
[0024]11、演示凸透镜成像:把蜡烛(或电子蜡烛)、凸透镜、光屏放在圆盘上，依次使物距大于、等于、小于二倍焦距，使蜡烛的像清晰的成在光屏上。观察像随物距的变化情况总结出凸透镜成像规律。
[0025]12、测凸透镜焦距:把凸透镜、光屏放在圆盘上，蜡烛放在远处，调节光屏，使屏上成最小的蜡烛像，这时屏到凸透镜的距离即为凸透镜的焦距。
[0026]13、演示凹镜成像:把凹镜、蜡烛(或电子蜡烛)、光屏放在圆盘上调节三者间的距离，使蜡烛的像清晰的成在光屏上。多做几次实验总结出凹镜成像规律。
[0027]14、演示光的单缝衍射:把光屏和刻有单缝的玻璃片放在圆盘上，用激光灯照射单缝，在光屏上可以清晰的看到明暗相间的衍射光斑。
[0028]15、演示光栅衍射现象:把一片光盘放在半圆形水槽上，使激光斜射到光盘上，用光屏接收反射光，可看到明暗相间的衍射光斑。
[0029]16、演示光的双缝干涉:把光屏和刻有双缝的玻璃片放在圆盘上，用激光灯照射双缝，在光屏上可以清晰的看到明暗相间的干涉光斑。
[0030]17、演示光的偏振现象:把光屏和偏振玻璃片放在圆盘上，用白色LED灯照射偏振玻璃片，并调节另一偏振片的角度，在光屏上可以看到光的明暗变化。
【权利要求】
1.多功能光学实验仪，包括刻有长度刻度和角度刻度的磁性圆盘1，圆盘上部有1/4可后转磁性圆盘2,圆盘一面装有半圆形玻璃砖3,另一面装有半圆形水槽4,水槽内可装入不同的透明液体，橡胶绞链7 ;下部有可转动立柱8，和底座9 ;有经改装的电子激光灯和磁性灯座10。
2.能调节小孔大小的小孔成像盘，磁性卡槽。
【文档编号】G09B23/22GK104167142SQ201310202119
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2013年5月18日 优先权日:2013年5月18日
【发明者】王廷杰 申请人:王廷杰