透镜成像光路演示仪的制作方法

技术领域：

本实用新型涉及一种光学教学用具，确切的说是一种透镜成像光路演示仪。

背景技术：
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初中物理中的凸透镜成像原理复杂难懂，一直是学生的学习难点之一，为了便于学生理解该部分，现有技术中，老师主要通过实验进行演示，演示方法为：使用激光光源在暗箱内通过凸透镜在毛玻璃光屏成像。

申请人发现，该方式存在多种弊端：该实验可以使学生观察到成像的效果，却无法观察到光线的传输过程，另外，实验设备结构复杂，操作不便，且受限于操作水平的影响，实验效果并不一定理想。

技术实现要素：
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本实用新型的目的是提供一种以光路绘图和实物线条结合的透镜成像光路演示仪，使学生能够直观的观察到光线的传播过程，便于其理解与掌握成像原理，解决上述现有技术的不足或之一。

本实用新型提供了一种透镜成像光路演示仪，包括

底板，所述底板上刻画有侧视的凸透镜，以及位于所述凸透镜的左上方且与所述凸透镜的中心线垂直的水平光线；

主光轴米尺，设置于所述底板上，与所述凸透镜的中心线垂直，且穿过所述凸透镜的中心；

实物滑动板，设置于所述主光轴米尺左上方；

实物模型，设置于所述实物滑动板右侧，所述实物模型的近端与所述主光轴米尺的表面贴合；

斜射光线实物转轴，设置于所述实物模型的远端；

光心转轴，设置于所述凸透镜的中心；

下斜射光线实物条，与所述斜射光线实物转轴右端连接，且穿过所述光心转轴；

折反光线实物转轴，位于所述水平光线与所述凸透镜的中心线的交点处；

折射光线实物条，与所述折反光线实物转轴的右端连接。

作为本实用新型的进一步的改进，所述斜射光线实物转轴左端设有上斜射光线实物条。

作为本实用新型的进一步的改进，所述折反光线实物转轴的左端设有反射光线实物条。

作为本实用新型的进一步的改进，光心转轴包括第一外环，第一外环与底板嵌入连接，第一外环内设有第一轴体，第一轴体由第一螺钉可转动的固定在第一外环上，转轴上设有安装孔。

作为本实用新型的进一步的改进，斜射光线实物转轴包括第二外环，第二外环与底板嵌入连接，第二外环内设有第二轴体，第二轴体由第二螺钉可转动的固定在第二外环上，转轴上设有连接管，连接管的两端设置有内丝接口。

作为本实用新型的进一步的改进，折反光线实物转轴包括第二外环，第二外环与底板嵌入连接，第二外环内设有第二轴体，第二轴体由第二螺钉可转动的固定在第二外环上，转轴上设有连接管，连接管的两端设置有内丝接口。

本实用新型的有益效果是；

本实用新型中，将固定不变的光线绘制在底板上，变化的光线用实物线条来代替，使多个死板光路图，转变为灵活多变的实物图形，便于学生自己操作，一目了然地看出凸透镜的各个成像规律，便于学生理解与掌握，且结构简单，操作方便，且能够批量生产。

附图说明：

下面结合附图作进一步详细说明。

图1为本具体实施方式的主视图；

图2为本具体实施方式的光心转轴结构剖视图；

图3为本具体实施方式的斜射光线实物转轴的结构剖视图。

具体实施方式：

下面通过对实施例的描述，本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

如图1所示，作为本实用新型的一种具体的实施方式，提供了一种透镜成像光路演示仪，包括底板1，所述底板1上设有主光轴米尺2，底板1刻画有侧视的凸透镜10，凸透镜10的纵向中心线与主光轴米尺2垂直设置，凸透镜10的中心设置有光心转轴6，光心转轴6位于主光轴米尺2的中部上侧，主光轴米尺2左上方设有实物滑动板3，实物滑动板3右侧设有实物模型4，实物模型4的近端与主光轴米尺2的表面贴合，实物模型4的远端设有斜射光线实物转轴5，经光心转轴6设有下斜射光线实物条7，下斜射光线实物条7与斜射光线实物转轴5右端连接，斜射光线实物转轴5左端设有上斜射光线实物条8，在底板1上刻画有水平光线9，其位于凸透镜10的左上方且与凸透镜10的中心线垂直，水平光线9位于斜射光线实物转轴5和凸透镜10之间，底板1上还设有折反光线实物转轴11，折反光线实物转轴11位于水平光线9与凸透镜10的中心线的交点处，也即水平光线9进入凸透镜10内产生折射的转折点处，在折反光线实物转轴11的右端与左端分别设有折射光线实物条12和反射光线实物条13。

作为一种可选的实施方式，如图2所示，光心转轴6包括第一外环14，第一外环14与底板1嵌入连接，第一外环14内设有第一轴体15，第一轴体15由第一螺钉16可转动的固定在第一外环14上，转轴上设有安装孔17。

作为一种可选的实施方式，如图3所示，斜射光线实物转轴5包括第二外环18，第二外环18与底板1嵌入连接，第二外环18内设有第二轴体19，第二轴体19由第二螺钉20可转动的固定在第二外环18上，转轴上设有连接管21，连接管21的两端设置有内丝接口22。

进一步的，折反光线实物转轴11与斜射光线实物转轴5的结构相同。

本实用新型的工作原理是：

使用时，在底板1上沿着主光轴米尺2的延伸方向移动实物滑动板3，使其靠近或者远离底板1上刻画的凸透镜10，即可调节实物模型4与凸透镜10之间的间距(即物距)，将下斜射光线实物条7的左端安装进斜射光线实物转轴5的连接管21右端内丝接口22中，其使下斜射光线实物条7穿过光心转轴6的安装孔17，用于模拟从实物模型4发出且穿过凸透镜中心的斜射光线，上斜射光线实物条8的右端安装进斜射光线实物转轴5的连接管21左端内丝接口22中，用于模拟光线遇到凸透镜10后产生的反射光线。将折射光线实物条12的左端插入折反光线实物转轴11的连接管21右端的内丝接口22内，用于模拟从实物模型4发出的水平光线9穿过凸透镜10后产生的折射光线，并在主光轴米尺2上定义一个焦点，且其位于光心转轴6的右侧，该焦点与光心转轴6之间的间距即为1倍焦距，旋转折射光线实物条12，使其穿过该焦点。需要说明的是，单次实验中，焦点位置是固定的，但是不同次实验之间，焦点位置可以根据需要调节，也即能够模拟不同规格的凸透镜10。再将反射光线实物条13的右端插入折反光线实物转轴11的连接管21左端的内丝接口22内，用于模拟从实物模型4发出的水平光线9遇到凸透镜10后产生的反射光线。

实验过程中，沿着主光轴米尺2的延伸方向左右移动实物滑动板3，改变实物模型4与光心的距离(即物距)，随着实物模型4的移动，下斜射光线实物条7与上斜射光线实物条8随着产生偏转，且该偏转是以光心转轴6为中心的，当下斜射光线实物条7与折射光线实物条12之间具有交点23，则表明此物距情况下，存在倒立的实像，且交点23距主光轴米尺2的距离即为实像的高度，同时通过读取主光轴米尺2即可获知物距与焦距的关系，同理，继续改变物距，即可使学生直观的观察到交点23的变化，也即通过改变物距，使实像产生相应的变化(例如变大、缩小、消失等)，从而能够使学生便于理解与掌握凸透镜成像的原理。

本实用新型中，将固定不变的光线绘制在底板1上，变化的光线用实物线条来代替，使多个死板光路图，转变为灵活多变的实物图形，便于学生自己操作，一目了然地看出凸透镜的各个成像规律，便于学生理解与掌握，且结构简单，操作方便，且能够批量生产。

上面对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。