一种光学演示装置

本实用新型涉及实验教学装置技术领域，具体涉及一种光学演示装置。

背景技术：

一些高中甚至大学的基础实验开始逐渐在中学生课堂开展教学，学生们对科学实验的原理和操作方法逐渐熟系，基础教学便更容易理解和推进。

目前中小学实验还有很多受限的问题需要解决:比如，物理教学中的光学实验，由于教学装置不充足，实验室每次都有大量学生观察同一个实验的现象和操作，在实验室的复杂光环境下，不同的视角观察到的光学现象不尽相同，实验教学会对学生产生一些疑惑；同时，学生在操作光学装置时往往不熟悉操作，可能会使镜片的角度和位置发生偏移，得到错误的实验结果。

光学装置在教学演示中并不需要学生自己调整光路的轨迹和角度，只要能理解光学实验中的现象和原理即可，本实用新型从多个光学实验的通用性解决教学中的实际问题。

技术实现要素：

为了克服上述的技术问题，本实用新型的目的在于提供一种光学演示装置，通过转动旋钮使实验器件架旋转不同角度，第一实验区、第二实验区和第三实验区与滑槽靠近且平行，分别可以进行单缝衍射、双缝干涉和光的色散实验，实现多个光学实验在一个装置的通用演示；夹持机构的夹具与对应实验区的两个立壁紧贴，实现立壁上光学器件的垂直固定，提高光学实验的精度，在滑轨机构顶部设置挡光板，减小外界光环境对实验演示的影响，使光屏上成像更清晰。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案实现：

一种光学演示装置，包括滑轨机构、转动机构、实验器件架和夹持机构，所述滑轨机构包括第一底座，所述第一底座的内底壁中间位置处开设有滑槽，所述第一底座内侧设置有三个均与滑槽滑动连接的支撑滑台，且三个支撑滑台的顶部分别固定连接有单向灯、滤光片和光屏，三个支撑滑台在滑槽顶部滑动改变光路长度，滤光片和光屏改变投映在光屏上成像的角度，呈现不同的光学演示效果；

所述滑轨机构一侧固定连接有转动机构，所述转动机构包括与第一底座一侧固定连接的第二底座，且第二底座底面与第一底座平行，所述第二底座顶面中心位置处开设有圆口，所述第二底座内底面对应圆口位置处固定连接有第一转动轴，所述转动机构的顶面一侧通过铰链转动连接有挡光板，所述转动机构内侧设置有实验器件架，所述实验器件架为井字形架，且实验器件架的三端分别为第一实验区、第二实验区和第三实验区，所述实验器件架的中部固定连接有旋钮，且旋钮转动套接于第一转动轴的外柱面上，旋钮的顶端贯穿圆口并延伸至第二底座的外侧，通过旋钮改变实验器件架的角度，实现一个装置完成三组光学演示，减少了实验前必要的器件调整，增加不同光学实验的通用性；

所述滑轨机构的内底面对应滑槽一侧固定连接有夹持机构，所述夹持机构包括第二转动轴，所述第二转动轴的外柱面中间位置处转动连接有基座，所述基座的底面固定连接于第一底座对应位置，所述基座与第二转动轴连接位置处两端均旋合卡接有垫片，所述第二转动轴的两端均固定连接有夹具，调整垫片改变第二转动轴与夹具的位置，转动第二转动轴使夹持机构垂直固定对应的实验区。

进一步在于：所述实验器件架对应第一实验区的两侧壁上均开设透光孔，所述实验器件架对应第二实验区的一侧壁上开设有单缝、另一侧壁上嵌入固定有遮光筒，所述实验器件架对应第三实验区的两侧壁上均开设有矩形孔，其中，一个所述矩形孔的顶壁和底壁之间转动连接有三棱镜，所述透光孔、单缝、遮光筒和矩形孔的水平中线均位于同一水平面内，三个实验区上的光学器件在滑槽顶部的位置相同，减少支撑滑台的垂直方向调整。

进一步在于：所述第二实验区与滑槽底面的夹角角度为0°，所述第三实验区与滑槽底面的夹角角度为90°，所述第三实验区与滑槽底面的夹角角度为180°，实验区调整至与滑槽平行时，立壁上的光学器件与单向灯对应，单向灯的光线顺利通过立壁。

进一步在于：所述第二实验区位于滤光片和光屏之间，单缝与遮光筒的中心轴线与单向灯的光路重合，立壁上的光学器件与光屏对应，更便于观察光学效果。

进一步在于：所述旋钮外柱面顶部固定连接有防滑齿，且防滑齿的底面高于转动机构的顶面，第一转动轴的顶面低于防滑齿的顶面，防滑齿高于第一转动轴使得旋钮便于转动和调整实验器件架的角度。

进一步在于：所述夹具为u型结构，两个夹具卡接固定对应实验区的立壁两侧，提高光学实验的精度。

本实用新型的有益效果：

1、通过转动旋钮使实验器件架旋转不同角度，第一实验区、第二实验区和第三实验区与滑槽靠近且平行，分别可以进行单缝衍射、双缝干涉和光的色散实验，实现多个光学实验在一个装置的通用演示；夹持机构的夹具与对应实验区的两个立壁紧贴，实现立壁上光学器件的垂直固定，提高光学实验的精度，在滑轨机构顶部设置挡光板，减小外界光环境对实验演示的影响，使光屏上成像更清晰。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

图1是本实用新型整体结构示意图；

图2是本实用新型中滑轨机构结构示意图；

图3是本实用新型中夹持机构结构示意图；

图4是本实用新型中实验器件架结构示意图。

图中：100、滑轨机构；110、第一底座；120、滑槽；130、滑台；131、单向灯；132、滤光片；133、光屏；200、转动机构；210、第二底座；220、圆口；221、第一转动轴；230、挡光板；300、实验器件架；310、第一实验区；311、透光孔；320、第二实验区；321、单缝；322、遮光筒；330、第三实验区；331、矩形孔；332、三棱镜；340、旋钮；341、防滑齿；400、夹持机构；410、第二转动轴；420、基座；421、垫片；430、夹具。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例，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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-4所示，一种光学演示装置，包括滑轨机构100、转动机构200、实验器件架300和夹持机构400，滑轨机构100包括第一底座110，第一底座110的内底壁中间位置处开设有滑槽120，第一底座110内侧设置有三个均与滑槽120滑动连接的支撑滑台130，且三个支撑滑台130的顶部分别固定连接有单向灯131、滤光片132和光屏133，三个支撑滑台130在滑槽120顶部滑动改变光路长度，滤光片132和光屏133改变投映在光屏133上成像的角度，呈现不同的光学演示效果；

滑轨机构100一侧固定连接有转动机构200，转动机构200包括与第一底座110一侧固定连接的第二底座210，且第二底座210底面与第一底座110平行，第二底座210顶面中心位置处开设有圆口220，第二底座210内底面对应圆口220位置处固定连接有第一转动轴221，转动机构200的顶面一侧通过铰链转动连接有挡光板230，转动机构200内侧设置有实验器件架300，实验器件架300为井字形架，且实验器件架300的三端分别为第一实验区310、第二实验区320和第三实验区330，实验器件架300的中部固定连接有旋钮340，且旋钮340转动套接于第一转动轴221的外柱面上，旋钮340的顶端贯穿圆口220并延伸至第二底座210的外侧，挡光板230与第一底座110的底面对应，当实验场所光线强烈，挡光板230遮挡滑轨机构100可以使光屏133上成像更清晰，通过旋钮340改变实验器件架300的角度，实现一个装置完成三组光学演示，减少了实验前必要的器件调整，增加不同光学实验的通用性；

滑轨机构100的内底面对应滑槽120一侧固定连接有夹持机构400，夹持机构400包括第二转动轴410，第二转动轴410的外柱面中间位置处转动连接有基座420，基座420的底面固定连接于第一底座110对应位置，基座420与第二转动轴410连接位置处两端均旋合卡接有垫片421，第二转动轴410的两端均固定连接有夹具430，调整垫片421改变第二转动轴410与夹具430的位置，转动第二转动轴410使夹持机构400垂直固定对应的实验区。

实验器件架300对应第一实验区310的两侧壁上均开设透光孔311，实验器件架300对应第二实验区320的一侧壁上开设有单缝321、另一侧壁上嵌入固定有遮光筒322，实验器件架300对应第三实验区330的两侧壁上均开设有矩形孔331，其中，一个矩形孔331的顶壁和底壁之间转动连接有三棱镜332，透光孔311、单缝321、遮光筒322和矩形孔331的水平中线均位于同一水平面内，三个实验区上的光学器件在滑槽120顶部的位置相同，减少支撑滑台130的垂直方向调整。

第二实验区320与滑槽120底面的夹角角度为0°，第三实验区330与滑槽120底面的夹角角度为90°，第三实验区330与滑槽120底面的夹角角度为180°，实验区调整至与滑槽120平行时，立壁上的光学器件与单向灯131对应，单向灯131的光线顺利通过立壁；第二实验区320位于滤光片132和光屏133之间，单缝321与遮光筒322的中心轴线与单向灯131的光路重合，立壁上的光学器件与光屏133对应，更便于观察光学效果。

旋钮340外柱面顶部固定连接有防滑齿341，且防滑齿341的底面高于转动机构200的顶面，第一转动轴221的顶面低于防滑齿341的顶面，防滑齿341高于第一转动轴221使得旋钮340便于转动和调整实验器件架300的角度。夹具430为u型结构，两个夹具430卡接固定对应实验区的立壁两侧，提高光学实验的精度。

第一底座110的侧壁对应滑槽120位置处设置刻度线，刻度线采用暗色光提示，提示支撑滑台130在滑槽120上的位置的同时，减小对光学演示效果的影响。

工作原理：实验开始前，转动旋钮340将实验器件架300旋转0°，第二实验区320与滑槽120平行，可以操作和演示双缝干涉实验；实验器件架300旋转90°，第一实验区310与滑槽120平行，可以操作和演示单缝衍射实验；实验器件架300旋转180°，第三实验区330与滑槽120平行，可以操作和演示光的色散实验；

使用时，单向灯131电源开启，将三个支撑滑台130在滑槽120分别滑动，观察滑槽120一侧的刻度线以调整位置改变光路，通过夹持机构400的夹具430夹持对应实验区的两个立壁，实现立壁上光学器件的垂直固定，立壁上的光学器件与单向灯131和光屏133分别对应，转动滤光片132和光屏133改变投映在光屏133上成像的角度，呈现不同的光学演示效果；

当实验场所光线强烈，转动挡光板230至滑轨机构100顶部遮挡光线，光屏133上成像更清晰。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上内容仅仅是对本实用新型所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离实用新型或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。