一种平面普氏摆演示仪器的制作方法

本实用新型涉及物理实验演示设备技术领域，尤其涉及一种平面普氏摆演示仪器。

背景技术：

人们常说：耳闻为虚，眼见为实。真的这样吗？能相信眼见的现象吗？事实上不少情况眼见的并不是真实。如，镜面成像、海市蜃景、幻影成像、立体电影、错觉画等等。

普氏摆是用来演示人眼对低亮度光线比高亮度光线感光滞后现象的演示仪器。现有的普氏摆演示仪器包括一个体积庞大的普氏摆主体立杆箱子，利用摆球在两排金属杆之间的一个平面内摆动，并戴上光衰减镜观察摆球的轨迹。上述的普氏摆演示仪器，制作成本高，经济性差且体积、重量大，不便于携带，使用不便。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本实用新型的目的是：提供一种结构简单、操作简便、生产成本低且体积、重量小的平面普氏摆演示仪器，以解决现有的普氏摆演示仪器存在制作成本高且体积、重量大、不便于携带的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种平面普氏摆演示仪器，包括补色眼镜、安装架、平板及设于所述平板上的补色立体图，所述安装架的上端中部设有支点，在所述支点上设有可摆动且可调整长短的单摆，所述平板设于所述安装架上且位于所述单摆的内侧；所述补色眼镜的镜片颜色与所述补色立体图的图案颜色一致。

其中，所述补色眼镜与所述补色立体图的补色组合为黄色与蓝色或红色与青色或品红与绿色。

其中，所述安装架的上端中部设有安装孔，所述支点为轴承，所述轴承通过所述安装孔固定在所述安装架上。

其中，所述单摆包括一端与所述轴承可转动连接，另一端连接有配重块的摆臂，所述摆臂为长度可调节的伸缩杆。

其中，所述摆臂包括外杆及套设于所述外杆内的内杆，所述内杆上设有凸起，所述外杆的侧壁上设有供所述凸起穿过的开孔。

其中，所述开孔的数量为多个，多个所述开孔沿着所述外杆的轴线方向等间距设置在所述外杆上。

其中，所述摆臂采用不锈钢材质制成。

其中，所述平板的底部设有与其铰接的底脚，所述平板通过所述底脚与所述安装架固定连接。

其中，所述底脚的数量为两个，两个所述底脚以所述平板的中心为中心对称设置在所述平板的底部。

(三)有益效果

本实用新型的上述技术方案具有如下优点：

本实用新型提供了一种平面普氏摆演示仪器，包括补色眼镜、安装架、平板及设于平板上的补色立体图，安装架的上端中部设有支点，在支点上设有可摆动且可调整长短的单摆，平板设于安装架上且位于单摆的内侧；补色眼镜的镜片颜色与补色立体图的图案颜色一致。具体地，可通过佩戴补色眼镜，当用手拨动单摆时眼前可立即出现神秘的现象，即平面中摆动的单摆居然做椭圆运动。本申请提供的平面普氏摆演示仪器，采用一幅补色立体图替代传统普氏摆主体立杆箱，大大缩小了设备的体积和重量，同时大幅降低了设备价格；同时，本申请提供的普氏摆演示仪器既能演示光线亮度对人眼感光速度的影响，又能演示补色立体画的工作原理，结构简单，操作简便，实用性强，适合用于中学和大学的物理教学，也适合于科技馆里展示。

附图说明

图1是本实用新型一种平面普氏摆演示仪器实施例的演示仪器的结构示意图；

图2是本实用新型一种平面普氏摆演示仪器实施例的补色眼镜的结构示意图；

图3是本实用新型一种平面普氏摆演示仪器实施例一的当摆球从A位置向右移动时的示意图；

图4是本实用新型一种平面普氏摆演示仪器实施例一的当摆球从A位置向左移动时的示意图。

图中：1：安装架；2：平板；3：轴承；4：单摆；4-1：摆臂；4-2：配重块；5：底脚；6：第一立柱；7：第二立柱；10：补色眼镜；10-1：第一镜片；10-2：第二镜片。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，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的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。

如图1至图2所示，本实用新型实施例提供了一种平面普氏摆演示仪器，包括补色眼镜10、安装架1、平板2及设于平板2上的补色立体图，安装架1的上端中部设有支点，在支点上设有可摆动且可调整长短的单摆4，以适用于不同尺寸的补色立体图；平板2设于安装架1上且位于单摆4的内侧，单摆4在补色立体图的前方做平行于平板2表面的来回往复运动；结构简单，加工工艺简便，以降低生产成本；补色眼镜10的镜片颜色与补色立体图的图案颜色一致。具体使用时，实验者可通过佩戴补色眼镜10，并用手拨动单摆4，当单摆4开始摆动时眼前可立即出现神秘的现象，即平面中摆动的单摆4居然做椭圆运动。

本申请提供的平面普氏摆演示仪器，采用一幅补色立体图替代传统普氏摆主体立杆箱，大大缩小了设备的体积和重量，同时大幅降低了设备价格，价格低廉；同时，本申请提供的普氏摆演示仪器既能演示光线亮度对人眼感光速度的影响，又能演示补色立体画的工作原理，结构简单，操作简便，实用性强，适合用于中学和大学的物理教学，也适合于科技馆里展示。

优选地，补色立体图可通过粘接的方式贴附于平板2上，以使得补色立体图能平铺在平板2上；或者，补色立体图可通过图钉或铆钉的方式钉压在平板2上，以使得补色立体图能平铺在平板2上；具体可根据实际实施条件进行合理的选择。

具体地，安装架1的上端中部设有安装孔，支点为轴承3，轴承3通过安装孔固定在安装架1上。在本实施例中，安装架1的上端中部设有一个安装座，安装座上开设有安装孔，轴承3的一端伸入安装孔内，以实现轴承3与安装架1的固定连接，采用这种安装方式，结构简单，加工工艺简便，且安装简便，在降低生产成本的同时利于提高生产效率。

具体地，单摆4包括一端与轴承3可转动连接，另一端连接有配重块4-2的摆臂4-1，摆臂4-1为长度可调节的伸缩杆。在本实施例中，摆臂4-1的上端设有与轴承3相配合的轴套，摆臂4-1通过轴套实现绕着安装架1进行左右摆动；摆臂4-1的下端固定有配重块4-2，其中，配重块4-2的重量可根据实际实施条件进行合理的设定；为便于适用于不同尺寸的补色立体图，摆臂4-1采用在长度方向上可调节的伸缩杆，以参照具体补色立体图的尺寸来相应调节摆臂4-1的长度。

具体地，摆臂4-1包括外杆及套设于外杆内的内杆，内杆上设有凸起，外杆的侧壁上设有供凸起穿过的开孔。在本实施例中，通过抽拉摆臂4-1，以使得外杆与内杆产生相对位移，当调整至所需长度时，通过内杆上的凸起穿过外杆上的开孔，以实现内杆与外杆的固定连接，结构简单，操作简便，且加工工艺简单，利于降低生产成本。

优选地，开孔的数量为多个，多个开孔沿着外杆的轴线方向等间距设置在外杆上，在实现长度调节的同时也利于提高外杆的美观性，同时加工简单，具体地，开孔的数量可根据实际实施条件进行合理的选择。

优选地，摆臂4-1采用不锈钢材质制成。不锈钢材质具有价格低廉、耐腐蚀、强度高、不易破裂和环保的优点，有效保证了普氏摆演示试验能安全且可靠的进行，同时，也利于维护延长整个平面普氏摆演示仪的使用周期。

具体地，平板2的底部设有与其铰接的底脚5，平板2通过底脚5与安装架1固定连接。在本实施例中，底脚5与平板2的底部铰接，如此，在平板2不同的时候，可以将底脚5转至与平板2的底部平行以节约收纳空间，使用时，可以将底脚5转至与平板2的底部垂直，以将平板2放置于安装架1上，结构简单，操作简便。

优选地，在本实施例中，底脚5的数量为两个，两个底脚5以平板2的中心为中心对称设置在平板2的底部，一方面以实现在使用过程中，保证平板2处于平衡状态，以提高普氏摆的演示效果；另一方面也利于提高平板2的美观效果。除上述之外，底脚5的数量也可以为多个，多个底脚5的布置方式也可根据实际实施条件进行合理的选择。

实施例一

本实用新型实施例提供了一种平面普氏摆演示仪器，包括补色眼镜10、安装架1、平板2及设于平板2上的补色立体图，其中，补色眼镜10与补色立体图的补色组合为黄色与蓝色。具体地，第一立柱6采用黄色绘制成；第二立柱7采用蓝色绘制成；相应的，第一镜片10-1的镜片颜色为黄色；第二镜片10-2的镜片颜色为蓝色。需说明的是，第一立柱6也可采用蓝色绘制成，第二立柱7采用黄色绘制成，第一镜片10-1的镜片颜色为蓝色；第二镜片10-2的镜片颜色为黄色。

先制作黄蓝补色立体图并粘贴在平板2上，将平板2放置在安装架1上，佩戴黄蓝补色眼镜并用手拨动单摆4，当单摆4开始摆动后，便可观测到平面中摆动的单摆4在做椭圆运动。

颜色按亮度强弱减少的顺序排列是“黄青绿紫红蓝”，即颜色中黄色是最亮的，蓝色是最暗的，黄色和蓝色不仅是所有颜色中亮度差最大的一对且恰好互为补色，假设，第一镜片10-1为黄色(即左边眼镜片为黄色)，第二镜片10-2为蓝色(即右边眼镜片为蓝色)。通过黄色眼镜片的光线比通过蓝色眼镜片的光线亮很多，因此进入右侧眼睛的光线有延迟现象。当摆球从A位置向右移动时(见图3)，当A处的影像进入到右眼睛时，球已到达B位置(左眼睛看到的影像)，因此俩眼睛认为球在两个光线的交叉点C处。由于此种效应，球从左向右移动的整个过程球都呈现在摆平面的前面。当摆球从A位置向左移动时(见图4)，当A处的影像进入到右眼睛时，球已到达B位置，因此俩眼睛认为球在两个光线的(延长线)交叉点C处。由于此种效应，球从右向左移动的整个过程球都呈现在摆平面的后面。上述摆球前后偏离效应与摆球的移动速度成正比，因此，摆球通过平衡位置时由于移动速度最大其偏离程度最大，而摆球在远离中心附近时其偏离程度较小，而摆球正好在两端时，由于球在该处暂停，就无偏离现象。因而整体感觉中的摆球运动轨迹呈闭合的椭圆形状。

本实施例巧妙的使用黄蓝补色眼镜既充当了补色立体镜又充当了单孔灰色镜，从而首次实现了“平面普氏摆”，使得观察者在体验光线亮度对人眼感光速度的影响的同时，又能演示补色立体画的工作原理。

其它技术方案与实施例一中的技术方案相同，为避免赘述，在这不做额外的阐述。

实施例二

本实用新型实施例提供了一种平面普氏摆演示仪器，包括补色眼镜10、安装架1、平板2及设于平板2上的补色立体图，其中，补色眼镜10与补色立体图的补色组合为红色与青色。具体地，第一立柱6采用红色绘制成；第二立柱7采用青色绘制成；相应的，第一镜片10-1的镜片颜色为红色；第二镜片10-2的镜片颜色为青色。需说明的是，第一立柱6也可采用青色绘制成，第二立柱7采用红色绘制成，第一镜片10-1的镜片颜色为青色；第二镜片10-2的镜片颜色为红色。

先制作红青补色立体图并粘贴在平板2上，将平板2放置在安装架1上，佩戴红青补色眼镜并用手拨动单摆4，当单摆4开始摆动后，便可观测到平面中摆动的单摆4在做椭圆运动。经过分析发现，红色与青色互为补色，但比黄色与蓝色的亮度稍弱一些，使用红青补色眼镜同样既充当了补色立体镜又充当了单孔灰色镜，从而首次实现了“平面普氏摆”，使得观察者在体验光线亮度对人眼感光速度的影响的同时，又能演示补色立体画的工作原理。

其它技术方案与实施例二中的技术方案相同，为避免赘述，在这不做额外的阐述。

实施例三

本实用新型实施例提供了一种平面普氏摆演示仪器，包括补色眼镜10、安装架1、平板2及设于平板2上的补色立体图，其中，补色眼镜10与补色立体图的补色组合为品红与绿色。具体地，第一立柱6采用品红绘制成；第二立柱7采用绿色绘制成；相应的，第一镜片10-1的镜片颜色为品红；第二镜片10-2的镜片颜色为绿色。需说明的是，第一立柱6也可采用绿色绘制成，第二立柱7采用品红绘制成，第一镜片10-1的镜片颜色为绿色；第二镜片10-2的镜片颜色为品红。

先制作品红与绿色补色立体图并粘贴在平板2上，将平板2放置在安装架1上，佩戴品红与绿色补色眼镜并用手拨动单摆4，当单摆4开始摆动后，便可观测到平面中摆动的单摆4在做椭圆运动。经过分析发现，品红与绿色互为补色，但比黄色与蓝色的亮度稍弱一些，使用品红与绿色补色眼镜同样既充当了补色立体镜又充当了单孔灰色镜，从而首次实现了“平面普氏摆”，使得观察者在体验光线亮度对人眼感光速度的影响的同时，又能演示补色立体画的工作原理。

其它技术方案与实施例二中的技术方案相同，为避免赘述，在这不做额外的阐述。

综上所述，本实用新型提供了一种平面普氏摆演示仪器，包括补色眼镜、安装架、平板及设于平板上的补色立体图，安装架的上端中部设有支点，在支点上设有可摆动且可调整长短的单摆，平板设于安装架上且位于单摆的内侧；补色眼镜的镜片颜色与补色立体图的图案颜色一致。具体地，可通过佩戴补色眼镜，当用手拨动单摆时眼前可立即出现神秘的现象，即平面中摆动的单摆居然做椭圆运动。本申请提供的平面普氏摆演示仪器，采用一幅补色立体图替代传统普氏摆主体立杆箱，大大缩小了设备的体积和重量，同时大幅降低了设备价格；同时，本申请提供的普氏摆演示仪器既能演示光线亮度对人眼感光速度的影响，又能演示补色立体画的工作原理，结构简单，操作简便，实用性强，适合用于中学和大学的物理教学，也适合于科技馆里展示。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。