专利名称：多功能积木式简易光学教具的制作方法
技术领域：
一种可以通过组合若干光学元件观察各种光学现象和进行光学实验的教具－－多功能积木式简易光学教具。
一般的几何光学和物理光学实验是在光具座和光学台架上进行的，由于价格昂贵、限于实验室使用，难以普及，给学生学习光学知识带来困难，迫切需要一种方便简易可以携带，并在课堂内外随时搭架，以进行若干光学实验的教具。
本发明的目的在于提供一种结构简单、一机多用，直观可视性好，既可作为中学光学实验课的教学仪器，又可作为学生第二课堂的智力开发的玩具，以完成中学全部光学实验和部分大学普通光学实验，进而自己动手积木组合多种简单光学仪器的光学教具。
本实用新型是这样实施的由矩形盒体和基本光学元器件两部份组成。专门设计的多功能盒体主要由上盖和下底构成，该盒体功能上类同一个光具座，以此盒体为基体，既可作为水平光学系统的导轨、立式光学系统的支架，也可以作为仪器盒。有限的几种光学元器件是五种不同焦距的透镜和与其适配的透镜框架，透镜置于这个可拆卸的框架内并用透镜压板压紧即构成透镜组，不置于透镜时则为一个支架和光阑孔；专门设计的多功能目标光阑可以构成狭缝，小孔和目标物；还有平面反光镜、偏振片、透明玻片和磨砂玻片等。上述元器件与盒体的选配组合，即可圆满完成设计目的。
以下结合附图给出本实用新型的实施例
图1、盒体的上盖(a)和下底(b)结构示意图；图2、五只不同焦距的透镜(T1－T5)；图3、平面反光镜、透明玻片和毛玻璃；图4、透镜框架结构示意图；图5、目标光阑结构示意图；图6、透镜焦距测量装置示意图；图7、偏振光现象演示实验图；图8、简易分光计装置示意图。
其中，1上盖，2下底，3边条，4标尺，5盒体，6五只透镜，7平面反光镜，8透明玻片，9毛玻璃，10三棱镜，11偏振片，12框架，13透镜压板，14目标光阑，15档板，16滑板，17光源，18分度尺。
如
图1所示，由结构相同的上盖1及下底2构成的可相吻合的盒体5和一套基本光学元器件构成，且上盖1和下底2的长边框内固定耐磨，有弹性的边条3，以便在其中平动并能夹持光学元器件，上盖1和下底2的内底面长轴线方向上设有刻度标尺4，综合起到光具座或光学导轨的效能，上盖1和下底2两个长端面中央有半圆孔A和B，作为光学系统的通光孔或当上盖和下底吻合成盒体5时作为仪器箱的光窗用，上盖1和下底2长边框上还设有C和D半圆孔，作为垂直光路时的入射孔或出射孔用。最近相邻的半圆孔(如A和C)的两圆心距顶点(如O点)等距，而盒体的长宽高之比为311。上述边条3用一定弹性的橡胶等弹性材料制成。
基本光学元器件是刻有十字线的方形透明玻片8和平面反光镜7各两块，毛玻璃9一块，五只焦距(f)分别为5、10、15、－10、－15的光学透镜6和与之相适配的五只透镜的方形框架12(见图4)，一只三棱镜10，偏振片或立体电影眼镜11及一只目标光阑14(见图5)。上述光学元器件在盒体内置放者，其边框尺度应跟盒体相配合。上述框架12是一个带有燕尾槽的外方内有圆孔的结构体，中央也设有圆孔的透镜压板13可在燕尾槽上滑动，并可压紧置于其中的透镜，目标光阑14则是由框架12，在其上设有小孔和目标物“1”的滑板16和固定档板15构成，滑板16在燕尾槽上可滑动并可取下，而固定档板则不能，设计上应保证目标物“1”位于整个框架的中央部位，且当滑板16沿光轴旋转180°时，其上的小孔也处于框架中央，以适应光路要求。
由以上光学元器件和盒体不难装配成潜望镜、显微镜、伽利略和开普勒望远镜、幻灯机、照相机、投影仪、偏振光镜，并可以演示小孔成像，单缝衍射，牛顿环，验证反射定律，进行透镜焦距测量，进而设计组合望远潜望镜，反射望远镜，分光计等多种光学仪器的雏形，图6～8作为典型的示例。
本实用新型结构合理，制作简便，成本低廉，易于普及，直观性好，以最少的光学元器件可以组合成足够的光学实验，是学生高级智力开发的良好光学积木玩具，也是中学光学实验课的必备演示教具。
权利要求1.一种多功能积木式简易光学教具，其特征在于它是由结构相同的上盖1及下底2构成的可吻合的盒体5和一套基本光学元器件构成，其中，(a)盒体5的上盖1及下底2的长边框内固定耐磨、有弹性的边条3，以便于在其中平动并能夹持光学元器件，上盖1和下底2的内底面长轴线方向上设有标尺4，上盖1和下底2两个长端面中央设有半圆孔A和B，而上盖1和下底2长边框上还设有C和D半圆孔，最近相邻的半圆孔的两圆心距相邻顶点等距，而盒体的长宽高之比为3∶1∶1；(b)上述的基本光学元器件为刻有十字线的方形透明玻片8和平面反光镜7各两块，毛玻璃9一块，三棱镜10及偏振片或立体电影眼镜11，各一个，目标光阑14一个，五只焦距分别为5、10、15、-10、-15的光学透镜6和与之相适配的五只方形框架12，凭藉可在燕尾槽上滑动的透镜压板13可将透镜紧置于其中。
2.根据权利要求1所述的光学教具，其特征在于目标光阑14是由框架12、固定挡板15和设有小孔和目标物“1”的滑板16组成，设计上保证目标物“1”位于整个框架的中央部位，且当滑板16沿光轴旋转180°时，其上的小孔也处于框架中央。
3.根据权利要求1所述的光学教具，其特征在于上述边条3是由弹性材料如橡皮等制成。
专利摘要一种多功能积木式简易光学教具，它是由结构相同的上盖和下底构成的可吻合的盒体和透镜、反光镜、偏振片、三棱镜等基本光学元件组成。专门设计的盒体在功能上类同一个光具座，选配不同光学元件，可实现中学全部光学实验，并使学生自己动手组合构筑各种望远镜和分光计等光学仪器的雏形。本实用新型结构合理，制作简单，直观、可视性好，价格便宜，便于在课堂和家中随时进行光学实验，是学生高级智力开发的良好光学积木玩具和光学教具。
文档编号G09B23/22GK2144332SQ9221903
公开日1993年10月20日 申请日期1992年6月4日 优先权日1992年6月4日
发明者吕振洪 申请人:青岛海洋大学