凸透镜成像规律一体试验仪的制作方法

本实用新型涉及物理实验领域，更具体地说，涉及凸透镜成像规律一体试验仪。

背景技术：

凸透镜成像规律一共五条规律，分别是：第一是物距大于二倍焦距时，像距在一二倍焦距之间，成倒立、缩小、实像，此规律至少实验两次；第二是物距等于二倍焦距时，像距等于二倍焦距，成倒立、等大、实像；第三是物距在一二倍焦距之间时，像距大于二倍焦距，成倒立、放大、实像，此规律至少实验两次至少实验两次；第四是物距在一倍焦距上，不成像；第五是物距小于一倍焦距时，成正立、放大、虚像，实验时需按要求将物体移到要求位置处，光源上的每一个点都会向四面八方发射光线，其中经过凸透镜折射的光线如果在透镜的另外一侧能够会聚于一点，那么就呈实像，调整光屏位置呈现出清晰的像，如果这些光线不能会聚于一点，就不会成实像，但是有可能不成像或者成虚像(光屏承接不到)，本实验就是要解决凸透镜成像规律中物距(物到凸透镜的距离)、像距(像到凸透镜的距离)、像的特点(正倒、大小、虚实)之间的对应关系，并将这些关系加以应用。

现有实验装置仅仅能够对一种实验原理进行验证，当需要对透镜的各个特征原理进行实验验证时，需要切换多个装置，不便于实验操作和实验结果的总结。

技术实现要素：

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供凸透镜成像规律一体试验仪，它可以实现在同一个装置上进行多种实验的演示。

2.技术方案

为解决上述问题，本实用新型采用如下的技术方案。

凸透镜成像规律一体试验仪，包括实验支撑装置本体，所述实验支撑装置本体上端开凿有限位滑槽，所述限位滑槽内滑动连接有两个T形滑块，两个所述T形滑块之间固定连接有铰链，两个所述T形滑块上端均固定连接有滑动限移块，所述滑动限移块前端滑动连接有带有刻度线的移动块，所述滑动限移块上端开凿有条形滑动槽，所述条形滑动槽上端从左至右依次设有带有点状激光器LED显示屏、雾化器、平行光机构、透镜机构、光屏纸和摄像头，所述带有点状激光器LED显示屏右端电性连接有LED显示屏，所述带有点状激光器LED显示屏、透镜机构、摄像头下端均固定连接有加长支撑杆，所述加长支撑杆、雾化器、平行光机构和光屏纸下端均螺纹连接有小磁铁，所述小磁铁下端固定连接有纳米级异形滑块，所述纳米级异形滑块下端与条形滑动槽滑动连接，所述带有点状激光器LED显示屏、雾化器、平行光机构、透镜机构、光屏纸和摄像头均通过滑动限移块与条形滑动槽活动连接，所述平行光机构包括矩形放置板和激光灯，所述实验支撑装置本体前端设有亚克力玻璃板，所述亚克力玻璃板外端固定连接有螺钉，所述亚克力玻璃板通过螺钉与实验支撑装置本体固定连接，可以实现在同一个装置上进行多种实验的演示。

进一步的，所述亚克力玻璃板前端开凿有矩形槽，所述矩形槽内滑动连接有限位滑块，所述限位滑块上端固定连接有限位环，所述限位环内滑动连接有转杆，所述转杆下端转动连接有旋转轴，所述旋转轴与实验支撑装置本体固定连接，所述旋转轴上端设有红白相间的绳子，所述红白相间的绳子与亚克力玻璃板固定连接，便于对实验支撑装置本体上端凸透镜折射原理进行同步对比验证。

进一步的，所述亚克力玻璃板后端涂设有光路走向线，方便实验人员对实验过程的演示和同步对比，使实验现象和理论解释同步对比，做到实验理论联系一致，学习效果更加明显。

进一步的，所述透镜机构包括三块环形亚克力玻璃片和多个紧固螺栓，所述三块环形亚克力玻璃片并列分布并通过多个紧固螺栓相固定，所述三个环形亚克力玻璃片之间均设有PE膜，所述PE膜通过多个紧固螺栓固定在三个环形亚克力玻璃片之间，所述下端紧固螺栓外端螺纹连接有支撑块，所述支撑块下端与加长支撑杆固定连接，使透镜机构可拆卸清洗，可更换PE膜,向透镜机构中换装不同折射率的液体，PE膜向外凸起，透镜机构此时为凸透镜，抽取液体，PE膜向内凹陷，此时透镜机构是凹透镜，便于控制透镜机构这一变量，方便对不同焦距和不同种类的透镜机构进行实验。

进一步的，所述PE膜之间固定连接有导管，所述导管外端活动连接有注射器，所述注射器外端均匀刻有刻度线，便于用户向透镜机构内注入一定量的液体。

3.有益效果

相比于现有技术，本实用新型的优点在于：

(1)本方案可以实现在同一个装置上进行多种实验的演示。

(2)亚克力玻璃板前端开凿有矩形槽，矩形槽内滑动连接有限位滑块，限位滑块上端固定连接有限位环，限位环内滑动连接有转杆，转杆下端转动连接有旋转轴，旋转轴与实验支撑装置本体固定连接，旋转轴上端设有红白相间的绳子，红白相间的绳子与亚克力玻璃板固定连接，便于对实验支撑装置本体上端凸透镜折射原理进行同步对比验证。

(3)亚克力玻璃板后端涂设有光路走向线，方便实验人员对实验过程的演示和同步对比，使实验现象和理论解释同步对比，做到实验理论联系一致，学习效果更加明显。

(4)透镜机构包括三块环形亚克力玻璃片和多个紧固螺栓，三块环形亚克力玻璃片并列分布并通过多个紧固螺栓相固定，三个环形亚克力玻璃片之间均设有PE膜，PE膜通过多个紧固螺栓固定在三个环形亚克力玻璃片之间，下端紧固螺栓外端螺纹连接有支撑块，支撑块下端与加长支撑杆固定连接，使透镜机构可拆卸清洗，可更换PE膜,向透镜机构中换装不同折射率的液体，PE膜向外凸起，透镜机构此时为凸透镜，抽取液体，PE膜向内凹陷，此时透镜机构是凹透镜，便于控制透镜机构这一变量，方便对不同焦距和不同种类的透镜机构进行实验。

(5)PE膜之间固定连接有导管，导管外端活动连接有注射器，注射器外端均匀开凿有刻度线，便于向透镜机构内注入一定量的液体。

附图说明

图1为本实用新型的外部的结构示意图；

图2为本实用新型的透镜机构部分的结构示意图；

图3为本实用新型的带有点状激光器LED显示屏部分的结构示意图；

图4为本实用新型的限位滑块部分的结构示意图；

图5为本实用新型的限位滑块部分移动后的结构示意图；

图6为本实用新型的T形滑块部分的结构示意图；

图7为本实用新型验证虚像成像规律时的状态图。

图中标号说明：

1实验支撑装置本体、2限位滑槽、3 T形滑块、4滑动限移块、5条形滑动槽、6带有点状激光器LED显示屏、7雾化器、8纳米级异形滑块、9光屏纸、10摄像头、11加长支撑杆、12小磁铁、13亚克力玻璃板、14螺钉、15矩形槽、16限位滑块、17转杆、18旋转轴、19环形亚克力玻璃片、20紧固螺栓、21注射器、22 LED显示屏、23激光灯、24铰链。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1：

请参阅图1-7，凸透镜成像规律一体试验仪，包括实验支撑装置本体1，实验支撑装置本体的作用为：支撑动态光路图、收纳所有实验装置和让真实的实验探究过程和动态电路图形成上下的同步对比，实验支撑装置本体1上端开凿有限位滑槽2，限位滑槽2内滑动连接有两个T形滑块3，两个T形滑块3之间固定连接有铰链24，采用折叠设计，解决了携带困难的问题，体积的减小使存储空间大幅减小，两个T形滑块3上端均固定连接有滑动限移块4，滑动限移块4前端滑动连接有带有刻度线的移动块，带有刻度线的移动块的零刻度位于透镜机构位置，刻度向两边不断增大，带有刻度线的移动块可沿滑动限移块4左右滑动，滑动限移块4上端开凿有条形滑动槽5，条形滑动槽5上端从左至右依次设有带有点状激光器LED显示屏6、雾化器7、平行光机构、透镜机构、光屏纸9和摄像头10，带有点状激光器LED显示屏具体为LED显示屏在右，点状激光器并列在左，LED在正中间，且摄像头配有USB延长线，雾化器7的作用让光线走向更加容易观察，通过带有点状激光器LED显示屏6、雾化器7、平行光机构、透镜机构、光屏纸9和摄像头10的分别配合，可以实现多种实验的结果验证，带有点状激光器LED显示屏6右端电性连接有LED显示屏22，采用LED显示屏22作为光源，正常日光条件下成像明显，光源大小不会改变，成像大小稳定，既能够观察到上下颠倒，又能够看到左右颠倒，带有点状激光器LED显示屏6、透镜机构、摄像头10下端均固定连接有加长支撑杆11，便于将实验装置设置在同一高度上，各光学原件在同一高度上，是保证实验成功的关键，便于实验的正常进行，加长支撑杆11、雾化器7、平行光机构和光屏纸9下端均螺纹连接有小磁铁12，便于实验元件的更换处理，增加实验人员做实验的效率，小磁铁12下端固定连接有纳米级异形滑块8，不易污损，阻尼适中，可以省去锁止松开滑块的操作，简便了操作过程，缩短了实验时间，长时间使用也能保持现有水平，纳米级异形滑块8下端与条形滑动槽5滑动连接，带有点状激光器LED显示屏6、雾化器7、平行光机构、透镜机构、光屏纸9和摄像头10均通过滑动限移块4与条形滑动槽5活动连接，平行光机构包括矩形放置板和激光灯23，使激光灯23代替太阳光，扩大了实验条件的自由度，实验支撑装置本体1前端设有亚克力玻璃板13，亚克力玻璃板13外端固定连接有螺钉14，亚克力玻璃板13通过螺钉14与实验支撑装置本体1固定连接，可以实现在同一个装置上进行多种实验的演示。

亚克力玻璃板13前端开凿有矩形槽15，矩形槽15内滑动连接有限位滑块16，限位滑块16上端固定连接有限位环，限位环内滑动连接有转杆17，转杆17下端转动连接有旋转轴18，旋转轴18与实验支撑装置本体1固定连接，所述旋转轴18上端设有红白相间的绳子，所述红白相间的绳子与亚克力玻璃板13固定连接,请参阅图7，转轴18上方为凸透镜放置位置，红白相间的绳子位于凸透镜折射后的光线的反向延长线上，当限位滑块16进入一倍焦距内以后，从凸透镜右侧观察，转杆17与红白相间的直线在凸透镜左侧相交，说明形成虚像，且说明了虚像与折射光线的位置关系，便于对实验支撑装置本体1上端凸透镜折射原理进行同步对比验证，亚克力玻璃板13后端涂设有光路走向线，其中十字相交的短线表示凸透镜，长线表示主光轴，主光轴上有四个竖向小短杠，从左往右依次为二倍焦距处、一倍焦距处、一倍焦距处、二倍焦距处，方便实验人员对实验过程的演示和同步对比，使实验现象和理论解释同步对比，做到实验理论联系一致，学习效果更加明显，透镜机构包括三块环形亚克力玻璃片19和多个紧固螺栓20，三块环形亚克力玻璃片19并列分布并通过多个紧固螺栓20相固定，三个环形亚克力玻璃片19之间均设有PE膜，PE膜通过多个紧固螺栓20固定在三个环形亚克力玻璃片19之间，下端紧固螺栓20外端螺纹连接有支撑块，支撑块下端与加长支撑杆11固定连接，使透镜机构可拆卸清洗，可更换PE膜,向透镜机构中换装不同折射率的液体，PE膜向外凸起，透镜机构此时为凸透镜，抽取液体，PE膜向内凹陷，此时透镜机构是凹透镜，便于控制透镜机构这一变量，方便对比得出实验结果，PE膜之间固定连接有导管，导管外端活动连接有注射器21，注射器21外端均匀刻有刻度线，同时注射器21注射和抽取液体的量靠步进电机和丝杆滑台精确控制，便于用户向透镜机构内注入定量的液体。

请参阅图1，在滑动限移块4上端从左至右依次放置有带有点状激光器LED显示屏6、透镜机构、光屏纸9和摄像头10，通过移动相应装置的位置和调节透镜机构的液体体积，并加以观察光屏纸9上的成像，从而得出凸凹透镜对光的作用规律以及凸透镜的成像规律；在滑动限移块4上端从左至右依次放置有平行光机构、雾化器7、纳米级异形滑块8、光屏纸9和摄像头10，同时打开激光灯23和雾化器7，再根据变量调节各个装置的位置，并观察激光灯23的折射情况，从而总结得出凸透镜成像动态光路图；在滑动限移块4上端从左至右依次放置有带有点状激光器LED显示屏6、透镜机构、光屏纸9和摄像头10，实验人员将透镜机构调节成凸透镜，再调节物距、像距，在光屏上得到清晰的像，将物体远离透镜机构，光屏保持不动，光屏上成的像变模糊，抽出透镜机构内一定量的液体，使透镜机构变薄，折光能力变弱，光屏上重新形成清晰的像，将物体靠近透镜机构，光屏上形成的像变模糊，充入一些液体，透镜机构折光能力变强，光屏上重新开始形成清晰的像，以上过程便是演示眼睛能够看清远近不同的物体的原理；在滑动限移块4上端从左至右依次放置有两个凸透镜，调节两个凸透镜之间的距离可以观察到很远的物体，模拟望远镜，可以实现在同一个装置上进行多种实验的演示。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式；但本实用新型的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。