光学教学演示装置的制作方法

本发明属于物理教学仪器技术领域，尤其是涉及一种光学教学演示装置。

背景技术：

在中学物理教学中，光的干涉、衍射、反射和折射现象的教学演示，对于学生学习和掌握光的本性、传播规律及实际应用是非常重要的，但目前教学演示实验的难点在于：光学现象不直观，无法形成视觉效果较好的多角度可视效果，从而影响了教学质量，而且常用的实验装置只能用于演示光的折射、漫反射等光学现象，而不能演示光的干涉、衍射现象，同时常用的激光笔的控制操作仍然需要教师的手按住激光笔的开关，操作不方便，不利于课堂演示。

申请号 201520053250.1提供一种教学用光学仪器，其包括箱体、设置在箱体底部的支架以及设置在所述支架上的滚轮，所述箱体内部设置有光具座、光源、水透镜以及光屏，所述光源、水透镜以及光屏通过固定支架设置在所述光具座上；所述光源包括壳体、设置在壳体外壁上的F光源以及设置在所述壳体内部的激光光源，所述壳体的外壁上设置有一供所述激光光源通过的通孔，所述激光光源包括第一激光光源和第二激光光源，所述第一激光光源以及所述第二激光光源通过固定装置固定在所述壳体内部，该结构功能单一、使用范围有限。

申请号CN201410122562.3公开一种光的干涉、衍射、反射、折射现象的空间立体演示仪，包括有激光源座、激光笔、光学现象演示元件和光路立体演示箱，所述的光路立体演示箱包括有透明的箱体，该箱体内设置有液态或气态的透明胶体；所述的激光笔，其发光色包括有至少两种颜色，该激光笔规格外型相同、侧部设置有控制按钮；所述的激光源座包括至少两层高低平行排列的底板，每一层的底板上均前后间隔设置有前固定板、按钮控制板和后固定板，该前固定板上设置有多个横向和纵向的用于固定激光笔的前固定孔，该后固定板上设置有与前固定孔数量以及位置相对应并用于固定激光笔的后固定孔，按钮控制板上设置有与前固定孔数量以及位置相对应的按钮控制孔，所述的按钮控制孔的形状为在圆形孔的外侧开设一段弧形凹槽，该弧形凹槽的两端离上述圆形孔的圆心线性增大设置。该结构的不足之处在于：该结构在演示过程中，由于整体机构重量较大不便移动，坐在教室左右两侧的学生只能保证某一侧进行观测，影响教学效果。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种光学教学演示装置，通过设置转动的底座，实现了整体结构或者局部结构360°转动，有利于教室内每个位置的学生直观光学演示，提高教学效果。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

光学教学演示装置，包括底座、光源供给机构和光路显示机构，所述底座包括第一底座和第二底座，所述第一底座和所述第二底座中心设置转轴，所述转轴上端伸出所述第二底座并设置竖直方向的第一滑轨；所述光源供给机构包括定位板、卡板和设置在卡板内的激光灯，所述激光灯为多个，所述卡板与所述定位板固定连接，所述定位板远离所述卡板的端面设置与所述第一滑轨相匹配的第一滑块；所述第二底座上表面设置第二滑轨，所述光路显示机构包括中空透明盒体，所述中空透明盒体下端面设置第三底座，所述第三底座下端面设置与所述第二滑轨相匹配的第二滑块。

进一步的，所述第三底座上端面设置第三滑轨，所述中空透明盒体下端面设置与所述第三滑轨相匹配的第三滑块，所述第三滑轨的方向与所述第二滑轨的方向垂直。

进一步的，所述中空透明盒体包括上板、下板、左板、右板、前板和后板，所述上板开设进气孔和进液孔，所述下板设置排水孔，所述左板靠近所述转轴，所述左板包括铰接的上左板和下左板，所述上左板与所述上板、前板和后板密封扣接，所述下左板分别与所述下板、前板和后板固定连接，所述右板内壁设置成像板，所述前板和后板内壁均设置与水平面相平行的多层第四滑轨，所述第四滑轨内滑动连接光线演示元件，所述光线演示元件为平面镜、非平面镜、凸透镜、凹透镜或者三棱镜。

进一步的，所述成像板为显示屏，所述显示屏内设置显色模块和控制模块，所述控制模块控制所述显色模块工作。

进一步的，所述定位板外表面设置角度线，所述中空透明盒体外壁滑动连接量角板。

本发明的有益效果是：

1.本发明的底座包括第一底座和第二底座，第一底座和第二底座中心设置转轴，转轴上端伸出第二底座并设置竖直方向的第一滑轨；光源供给机构包括定位板、卡板和设置在卡板内的激光灯，激光灯为多个，卡板与定位板固定连接，定位板远离卡板的端面设置与第一滑轨相匹配的第一滑块；第二底座上表面设置第二滑轨，光路显示机构包括中空透明盒体，中空透明盒体下端面设置第三底座，第三底座下端面设置与第二滑轨相匹配的第二滑块。使用时，将第一底座放置在桌面上，转轴相对第一底座可自由转动，第二底座相对转轴可以自由转动，使用时通过转动第二底座实现调整中空透明盒体的朝向方向，有利于对教室内所有角度的学生进行光学演示；另外，通过滑动第三底座实现调整中空透明盒体与转轴之间的距离，本结构设计便于光学实验过程中向学生演示光线的长度和轨迹；此外，通过第一滑块相对第一滑轨的滑动连接可实现激光灯的上下移动，通过转动第一滑块调节激光灯的倾斜角度实现调整光线的入射角。

2.第三底座上端面设置第三滑轨，中空透明盒体下端面设置与第三滑轨相匹配的第三滑块，第三滑轨的方向与第二滑轨的方向垂直，使用时通过调整第三滑块在第三滑轨内的位置实现对中空透明盒体的位置微调，有效提高本发明光线传播路径的准确性。

3.中空透明盒体包括上板、下板、左板、右板、前板和后板，其中左板靠近转轴，上板开设进气孔和进液孔用于在中空透明盒体内冲入液体和气体，例如在中空透明盒体内装入胶体用于演示丁达尔现象；下板设置排水孔用于将中空透明盒体内的液体顺利排出；左板包括铰接的上左板和下左板，上左板与上板、前板和后板密封扣接，下左板分别与下板、前板和后板固定连接，右板内壁设置成像板，前板和后板内壁均设置与水平面相平行的多层第四滑轨，第四滑轨内滑动连接光线演示元件，光线演示元件为平面镜、非平面镜、凸透镜、凹透镜或者三棱镜，使用时打开上左板，通过简单推拉将光线演示元件安装在第四滑轨内，而且推拉过程方便快捷。需指出的，光的折射或者散射实验过程中，在中空透明盒体内冲入液体时，液体的上表面低于下左板的最上端即可防止液体溢出，在液体上方冲入气体，上左板与上板、前板和后板密封扣接防止气体溢出，由此得知本结构设计有效提高演示过程中的稳定性。

4.成像板为显示屏，显示屏内设置显色模块和控制模块，搭配激光灯的光照颜色，控制模块控制显色模块显色用于突出激光灯的光照亮度，本结构设计有效提高演示效果。

5．定位板外表面设置角度线，中空透明盒体外壁滑动连接量角板，使用时定位板上的刻度线用于直接定位激光灯与水平面的夹角，量角板用于量测反射角或者折射角的角度大小，本结构设计可以从数据上直接向学生验证反射定律或者折射定律。

综上，本发明使用时操作方便快捷，而且对教室内所有位置的学生均可以实现演示的目的，有效提高教学品质和教学效果。

附图说明

图1为本发明实施例一的结构示意图；

图2为本发明实施例一光源供给机构的结构示意图；

图3为本发明实施例一第二底座的结构示意图；

图4为本发明实施例一光路显示机构的结构示意图；

图5为本发明实施例一第三底座的结构示意图；

图6为本发明实施例一弧形夹持凸起的结构示意图；

图7为本发明实施例二的结构示意图；

图8为本发明实施例三第一底座的结构示意图；

图9为本发明实施例四第一底座的结构示意图；

图10为本发明实施例四第一底座下端面的结构示意图。

图中：1-第一底座，2-第二底座，3-转轴，4-第一滑轨，5-定位板，6-卡板，7-激光灯，8-第一滑块，9-第二滑轨，10-上板，11-右板，12-前板，13-进气孔，14-进液孔，15-排水孔，16-上左板，17-下左板，18-成像板，19-第四滑轨，20-光线演示元件，21-第三底座，22-第二滑块，23-第三滑轨，24-第三滑块，25-量角板，26-第一水平部，27-弧形部，28-第二水平部，29-容纳槽，30-滚轮，31-弧形夹持凸起。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

实施例一

如图1至图6所示，本发明包括底座、光源供给机构和光路显示机构，底座包括第一底座1和第二底座2，第一底座1和第二底座2均为圆盘状且中心安装转轴3，第一底座1的直径小于第二底座2的直径，第二底座2上表面设置第二滑轨9，第二滑轨9为三条，转轴3上端伸出第二底座2并开设有竖直方向的第一滑轨4；

光源供给机构包括定位板5、卡板6和设置在卡板6内的激光灯7，激光灯7为多个，本实施例优选两个，两个激光灯7可用于在演示平行光的反射定律和折射定律，卡板6与定位板5固定连接，定位板5远离卡板6的端面一体成型与第一滑轨4相匹配的第一滑块8；

光路显示机构包括中空透明盒体，中空透明盒体包括上板10、下板、左板、右板11、前板12和后板，上板10开设进气孔13和进液孔14，下板开设排水孔15，左板包括铰接的上左板16和下左板17，上左板16与上板10、前板12和后板密封扣接，下左板17分别与下板、前板12和后板粘接连接，右板11内壁粘接成像板18，成像板18为显示屏，显示屏内设显色模块和控制模块，控制模块控制显色模块工作，前板12和后板内壁均开设与水平面相平行的多层第四滑轨19，本实施例优选两层，第四滑轨19内滑动连接光线演示元件20，光线演示元件20为平面镜、非平面镜、凸透镜、凹透镜或者三棱镜，图4中显示的为三棱镜；第二滑轨9内滑动连接第三底座21，第三底座21下端面一体成型与第二滑轨9相匹配的第二滑块22；第三底座21上端面设置第三滑轨23，中空透明盒体下端面设置与第三滑轨23相匹配的第三滑块24，第三滑轨23的方向与第二滑轨9的方向垂直。第一滑轨4、第二滑轨9、第三滑轨23内均设置多个弧形夹持凸起31，弧形夹持凸起31用于定位第一滑块8、第二滑块22和第三滑块24的位置，防止调整后光学实验演示过程中第一滑块8、第二滑块22和第三滑块24自行滑动影响演示效果的问题发生，由于结构类似，图6中仅示出第一滑块8和第一滑轨4内弧形夹持凸起31的位置关系。

本发明在使用时，第一底座1放置在桌面上，转轴3相对第一底座1可自由转动，第二底座2相对转轴3可以自由转动，通过转动第二底座2实现调整中空透明盒体的朝向方向，有利于对教室内所有角度的学生进行光学演示；另外，通过滑动第三底座21实现调整中空透明盒体与转轴3之间的距离，本结构设计便于光学实验过程中向学生演示光线的长度和轨迹；此外，通过第一滑块8相对第一滑轨4的滑动连接可实现激光灯的上下移动，通过转动第一滑块8调节激光灯7的倾斜角度实现调整光线的入射角。

光反射演示实验过程：在中空透明盒体的下部分加入胶体、上部分加入烟雾，当激光灯7为打开一个时，光线演示元件20为平面镜，平面镜为上下两层安装，激光灯7的光线斜射入中空透明盒体的烟雾中，量测入射角和两次反射过程反射角，验证反射定律；另外，同时打开两个激光灯7，演示平行光在平面镜和非平面镜上的可以对比光的镜面反射和漫反射现象；

光的折射演示实验过程：当激光灯7为打开一个时，激光灯7的光线斜射入中空透明盒体的胶体内，量测入射角和折射角，验证折射定律；另外，同时打开两个激光灯7，演示平行光在同一种液体介质中的传播规律；需指出的是，光线射入胶体内产生丁达尔现象更容易观察到光线的传播路径。

通过在第四滑轨19内滑动连接凸透镜或者凹透镜，可以验证近视或者远视的原理，通过三棱镜观察光的色散现象。

实施例二

本实施例与实施例一的结构基本相同，不同的是：如图7所示，定位板5外表面设置角度线，后板外壁滑动连接量角板25。使用时定位板5上的刻度线用于直接定位激光灯7与水平面的夹角，量角板25用于量测反射角或者折射角的角度大小，本结构设计可以从数据上直接向学生验证反射定律或者折射定律。

实施例三

本实施例与实施例一的结构基本相同，不同的是：如图8所示，第一底座1侧端面对称设置两个提手，提手包括第一水平部26、弧形部27和第二水平部28，第一水平部26和第二水平部28铰接在第一底座1内，第一底座1还设置容纳弧形部27的U形槽（图未示），本实施例通过增设提手，便于快速搬挪实验器材。

实施例四

本实施例与实施例一的结构基本相同，不同的是：如图9和图10所示，第一底座1下端面设置三个容纳槽29，容纳槽29内铰接滚轮30，滚轮30可全部翻转至容纳槽29内，不影响第一底座1与试验台的接触，将滚轮30外翻使用滚轮30进行短距离移动，本实施例与实施例三的效果基本相同，通过设置滚轮30，便于快速搬挪实验器材。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。