专利名称：光学实验演示器的制作方法
技术领域：
光学实验演示器是一种教学器具。
中学物理课本中光学部分的教学，一般只涉及光的初步知识，学生对光的概念、规律的认识很大程度上有赖于直观的光学现象、但目前尚无一种价廉的能方便、清晰地演示多种光学现象的理想中学教学实验演示器。
本实用新型的目的是提供一种光学实验演示器，价格便宜、能方便、清晰地演示多种光学现象，适用于中学物理光学教学实验演示，以利光学现象的直观教学，提高教学效果。
本实用新型的实施方案是光学实验演示器由箱体、遮光膜、电路板、隔光板、灯座、灯泡、开关和变压器构成。箱体由P屏幕N屏幕、箱体上面板、箱体下面板、左右箱体侧板构成六面长方体。电路板固定在箱体内，不透光的隔光板垂直固定在电路板上，灯座装在电路板上，灯座分成若干组，每组灯座与其开关串联一起，灯泡装在灯座内，各组灯座之间有不透光的隔光板，保证各组灯光之间互不影响。遮光膜位于箱体内靠近屏幕内表面，固定在箱体内，或直接涂、贴在屏幕内表面，P屏幕和N屏幕的遮光膜上均有与对应电路板上每组灯座位置相对应的投影孔、以保证电路板上每组灯座上的灯泡光线能通过相对应的投影孔投射到屏幕上，遮光膜、箱体上面板、下面板、左右箱体侧板用不透光材料制做，屏幕用半透明材料制做，箱体上面板上装有P屏幕静态和动态演示开关、把手电源转换开关、N屏幕反射、折射演示开关及球面镜、透镜演示开关220伏电经变压器转换成低压输入演示器。
N屏幕外表面画有平行光源图案、凹面镜图案、法线、凸透镜图案、凹透镜图案、两种透明物质分界表示线、凸面镜图案或在上述图案的位置放与图案相同的模型，在N屏幕内表面与N屏幕遮光膜凸面镜发散光线投影孔对应位置的入射光区以外部分有半透明膜。在N屏幕内表面与N屏幕遮光膜凹面镜会聚光线投影孔对应位置的会聚光区以外部分有半透明膜。隔光板和电路板为白色。板制的遮光膜固定在箱体上面板、下面板或箱体侧板上，不透光薄膜制成的遮光膜贴在屏幕内表面，不透光涂料制的遮光膜直接涂在屏幕内表面。
以下结合附图和实施例进一步说明
图1光学实验演示器示图，图2
图1的A-A剖视图，图3P屏幕遮光膜示图，图4P屏幕演示电路板示图，图5P屏幕演示电路图，图6N屏幕遮光膜示图，图7N屏幕演示电路板示图，图8N屏幕反射折射演示电路图，图9N屏幕凹面镜演示电路图，
图10N屏幕凸面镜演示电路图；
图11N屏幕凸透镜演示电路图，
图12N屏幕凹透镜演示电路图，
图13N屏幕外表面图案示图，
图14N屏幕内表面的半透明膜示图，
图15P屏幕动态演示开关示图，
图16N屏幕反射、折射演示开关示图，
图17电源转换开关示图，
图18凸透镜模型示图，
图19平面镜模型示图，图20凸透镜主轴线示图。
图中1、P屏幕静态演示开关，2、P屏幕动态演示开关，3、箱体上面板，3a、箱体下面板，4、把手，5、电源转换开关，6、N屏幕反射、折射演示开关，7、球面镜、透镜演示开关，8、箱体侧板，9、P屏幕，10、凸透镜主轴线固定点，11、平面镜模型悬挂点，12、凸透镜模型悬挂点，13、P屏幕遮光膜，14、P屏幕演示电路板，15、隔光板，16、N屏幕演示电路板，17、N屏幕遮光膜，18、N屏幕，19、灯泡，20、21、22、23、24、25、26、演示正立物体光线投影孔，20a、21a、22a、23a、24a、25a、26a、与演示正立物体光线投影孔20、21、22、23、24、25、26别对应的凸透镜成像孔，25b、与演示正立物体光线投影孔25对应的平面镜成像孔，(虚像)，26b、与演示正立物体光线投影孔26对应的平面镜成像孔(虚像)，27、平面镜反射光路投影孔，28、灯座，29、电源指示灯，30、变压器，31、电源插头，32、凹面镜会聚光线投影孔，33、34、入射光线投影孔，35、入射、反射光线投影孔，33a、与入射光线投影孔33对应的反射光线投影孔或与入射光线投影孔36对应的折射光线投影孔，34a、与入射光线投影孔34对应的反射光线投影孔，33b、34b、35b、与入射光线投影孔33、34、35分别对应的折射光线投影孔，36、与折射光线投影孔33a对应的入射光线投影孔，37、演示物体光线投影孔，37a、与演示物体光线投影孔37对应的成像孔，38、凸面镜发散光线投影孔，39、凸透镜会聚光线投影孔，40、凹透镜发散光线投影孔，41、灯座，42、平行光源图案，43、凹面镜图案，44、法线，45、凸透镜图案，46、凹透镜图案，47、两种透明物质分界表示线，48、凸面镜图案，49、箱体侧板8上的平面镜模型固定点，50、51、半透明薄膜，52、悬挂孔，53、悬挂孔，54、固定孔。
实施例光学实验演示器(见
图1、图2)由箱体、遮光膜、电路板、隔光板、灯座、灯泡、开关和变压器组成。箱体由P屏幕9、N屏幕18、箱体上面板3、箱体下面板3a、左右箱体侧板8组合连接而成。箱体上面板3上装有P屏幕静态演示开关1、P屏幕动态演示开关2、把手4、电源转换开关5、N屏幕反射、折射演示开关6、球面镜、透镜演示开关7。箱体上面板3、箱体下面板3a和左右箱体侧板8均用不透光材料制做，屏幕用毛玻璃或半透明塑料制做。N屏幕外表面(见
图13)画有平行光源图案42、凹面镜图案43、法线44、凸透镜45、凹透镜图案46、两种透明物质分界表示线47、凸面镜图案48，N屏幕内表面(见
图14)有半透明薄膜50， 51、N屏幕外表面所画的图案也可用与图案相同的模型放在相应位置，不需要时便于取下。
遮光膜13、17用不透光薄膜或板制做，板制遮光膜固定在箱体上，膜制遮光膜贴在屏幕内表面，或直接在屏幕内表面涂上不透明涂料层。P屏幕的遮光膜13(见图3)上有演示物体光线投影孔20、21、22、23、24、25、26，平面镜反射光路投影孔27，与演示物体光线投影孔20、21、22、23、24、25、26别对应的凸透镜成像孔20a、21a、22a、23a、24a、25a、26a，与演示物体光线投影孔25对应的平面镜成像孔25b、与演示物体光线投影孔26对应的平面镜成像孔26b。N屏幕的遮光膜17(见图6)上有凹面镜会聚光线投影孔32、入射光线投影孔33、34、入射、反射光线投影孔35、与入射光线投影孔33对应的反射光线投影孔或与入射光线投影孔36对应的折射光线投影孔33a、与入射光线投影孔34对应的反射光线投影孔34a、与入射光线投影孔32、34、35分别对应的折射光线投影孔33b、34b、35b、与折射光线投影孔33a对应的入射光线投影孔36、演示物体光线投影孔37、与演示物体光线投影孔37对应的成像孔37a、凸面镜发散光线投影孔38、凸透镜会聚光线投影孔39、凹透镜发散光线投影孔40。遮光膜13、17上孔的大小、形状、个数可根据光学实验演示需要而改变。孔间距高根据不同镜面和光的规律而定。
P屏幕演示电路板14上有灯座28(见图4)，灯座分成若干组，每组灯座4个以上，每组灯座的位置与P屏幕遮光膜13上的投影孔或成像孔分别一一对应，保证灯泡的光线正好通过对应的孔投影到P屏幕上，各组灯座间有不透光的隔光板15，使各组灯泡发的光互不影响。
N屏幕演示电路板16上有灯座41(见图7)，灯座分成若干组，每组灯座4个以上，每组灯座的位置与N屏幕遮光膜17上的投影孔或成像孔一一相对应，保证灯泡的光线正好通过对应的孔投影到N屏幕上，各组灯座间有不透光的隔光板15，使各组灯泡发的光互不影响。
电路板14、16和隔光板15为白色的不透光材料制做或在有色不透光材料的电路板和隔光板上涂上白色涂层。隔光板15垂直固定在电路板14和16上(见图2)。
灯座按图4上灯座28和图7上灯座41的位置装在电路板上，灯泡装在灯座里，每组4只以上灯泡与其开关串联一起，P屏幕演示电路连接法见图6，N屏幕演示电路连接法见图8、图9、
图10
图11、
图12，220伏电源经变压器30转变成低压输入演示器，每只灯泡的电压是2.5伏。
电源转换开关5为单刀4位开关(见
图1、图5、
图17)，图中的M、N为N屏幕演示电路图8、图9、
图10、
图11、
图12中电源线的接点，B为P屏幕演示平面镜的电路电源开关位置，T为P屏幕演示凸透镜电路电源开关位置，OF为电源断开位置。
当电源转换开关处于T的位置时，P屏幕静态演示开关1由K1K2、K3、K4、K5、K6、K7七个按键开关组成(见
图1、图5、)，P屏幕动态演示开关2是双刀9位开关(见
图1、图5、
图15)，当双刀9位开关2拨到ON的位置后，再按K1到K7中的任一个按键，按到那一个按键，与其串联的灯泡组就亮；如将K1到K7中任意两个或多个按键按上则与该按键开关串联的灯泡组就亮，若把双刀9位开关2从1依次连续拨到7的位置，则与双刀9位开关2分别串联的灯泡组一一依次发光，即成动态演示；当电源较换开关处子B的位置时，双刀9位开关2的6、7位置是平面镜成像开关位置，双刀9位开关2上的8位置是平面镜反射光路开关位置。
N屏幕反射、折射演示开关6(见
图1、图8、
图16)是三刀9位开关，图中I、II、III和对应的1、2、3是平面镜反射演示开关位置，I′、II′、III′、IV和对应的1′、2′、3′、1是光经过两种不同密度的透明物质折射演示开关位置，IV和对应的1、V是物体光线经过两种不同密度的透明物质折射成像演示开关位置，OF是电源断开位置。
凸透镜模型上有悬挂孔52(见
图18)，演示时，为了有直观感，将凸透镜模型的悬挂孔52挂在演示器箱体上面板3的凸透镜模型悬挂点12上，不用时取下。
平面镜模型上有悬挂孔53和固定孔54(见
图19)，演示时，为了有直观感，一是将平面镜模型的悬挂孔53挂在演示器箱体上面板8的平面镜模型悬挂点11上，不用时取下；二是将平面镜模型的悬挂孔53和固定孔54分别固定在演示器N屏幕左右箱体侧板8的平面镜模型固定点49上(见
图13)，不用时取下。
凸透镜主轴线(见图20)用一根粗一点有色线制做，在线上的O、F、2F的位置穿有珠子，表示凸透镜中心、焦点、2倍焦距演示时将线的两端固定在演示器左石箱体侧板8的凸透镜主轴线固定点10上(见
图1)，不用时取下。
权利要求1.光学实验演示器，其特征是由箱体、遮光膜、电路板、隔光板、灯座、灯泡、开关和变压器构成，箱体由P屏慕、N屏幕箱体上面板、箱体下面板、左右箱体侧板构成六面长方体，电路板固定在箱体内，隔光板垂直固定在电路板上，灯座装在电路板上，灯座分成若干组，每组灯座与其开关串联一起，灯泡装在灯座内，各组灯座之间有不透光的隔光板，遮光膜位于箱体内靠近屏幕内表面，固定在箱体内或直接涂、贴在屏幕内表面，P屏幕和N屏幕的遮光膜上均有与对应电路板上每组灯座位置相对应的投影孔，遮光膜、箱体上面板、下面板、左右箱体侧板用不透光材料制做，屏幕用半透明材料制做，箱体上面板上装有P屏幕静态和动态演示开关、把手、电源转换开关、N屏幕反射、折射演示开关及球面镜、透镜演示开关。
2.按照权利要求1所述的演示器，其特征是N屏幕外表面画有平行光源图案、凹面镜图案、法线、凸透镜图案、凹透镜图案两种透明物质分界表示线、凸面镜图案，或在上述图案的相应位置放与图案相同的模型。在N屏幕内表面与N屏幕遮光膜凸面镜发散光线投影孔对应位置的入射光区以外部分有半透明膜，在N屏幕内表面与N屏幕遮光膜凹面镜会聚光线投影孔对应位置的会聚光区以外部分有半透明膜。
3.按照权利要求1所述的演示器，其特征是板制的遮光膜固定在箱体上面板、下面板或箱体侧板上，不透光薄膜制成的遮光膜贴在屏幕内表面，不透光涂料制的膜直接涂在屏幕内表面。
4.按照权利要求1所述的演示器，其特征是隔光板和电路板为白色。
专利摘要光学实验演示器是一种教学器具，它为中学物理教学提供了一种较为理想的实验教具，它能方便、清晰地演示球面镜、透镜、平面镜或两种透明物质对光的会聚、发散、反射、折射、成像现象，可同时演示几种光的现象进行比较，可动态演示，特征是演示器箱体上有两个屏幕，靠近屏幕内表面有遮光膜，遮光膜上有与对应电路板上每组灯座位置相对应的投影孔，电路板固定在箱体内，开关装在箱体上，灯座装在电路板上，各组灯座间有隔光板。
文档编号G09B23/22GK2070936SQ9021529
公开日1991年2月6日 申请日期1990年9月4日 优先权日1990年9月4日
发明者赵永兴 申请人:赵永兴