专利名称：初中光学实验盒的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种初中物理课学生分组实验用的光学仪器。
一九九四年起，我国将全面实施九年制义务教育的教学大纲，初中物理课采用新编教材(教材为一纲多本)，这些教材的教学部分安排了较多的课堂实验和课外实验，目前还没有与这些教材相适应的学生分组用实验仪器。本人曾申请过名为小学光学实验盒的实用新型专利(专利号为ZL92237772.3)，但它主要是用于小学自然课的光学实验，对于初中物理课的光学实验就无法满足。
本实用新型的目的就是提供一种能满足初中物理光学实验课要求的初中光学实验盒。
本实用新型的技术解决方案一种初中光学实验盒，它包括有由电池座(1)、开关(2)、灯座(3)、电珠(4)、聚光透镜(5)、透镜筒(6)、电池(7)、支架(8)、圆环(9)组成的光源以及光具插座(10)和圆形光盘(11)，它们均放在由盒体(25)和盒盖(12)组成的仪器盒内，其特征在于a、盒盖(12)的正面为白色非透明的漫反射面，使其构成矩形光盘，盒盖(12)的反面两侧各设有一条与盒盖边平行的导轨(13)；b、光具插座(10)的底面两端各开有一滑槽(14)，两滑槽(14)之间的间距与盒盖(12)反面的两条导轨(13)相吻合，它们可以滑动配合；c、圆形光盘(11)由圆刻度盘(15)、光盘座(16)和卡脚(17)组成，圆刻度盘(15)亦为白色非透明的漫反射面，表面标有刻度，它与光盘座(16)正面的浅圆形槽作可取下的滑配连接，圆刻度盘(15)能以圆心为转轴在光盘座(16)中转动，光盘座(16)的反面中部固接有卡脚(17)，卡脚(17)的两只卡爪的间距与盒盖(12)的正面宽度相吻合，使得卡脚(17)可卡在盒盖(12)的正面。
本实用新型为初中物理光学实验课提供了相配套的光学实验仪器，它能适应新教材的要求，其实验内容丰富，可进行光的直线传播(包括光在水中，在空气中和在玻璃中的传播)及光路显示、小孔成像、影子的形成和变化，可进行光的反射(包括镜反射和漫反射)，平面镜反射光路显示及验证反射定律；可进行凹面镜会聚和凸面镜发散光路显示，测定凹面镜的焦距；可进行光在空气与水、空气与玻璃界面上的折射显示，验证折射定律；可进行凸透镜会聚和凹透镜发散光路的显示，测定凸透镜的焦距，可进行凸透镜应用模拟(包括照相机、幻灯机、放大镜、显微镜)，研究凸透镜成像的规律；可进行白光的色散与合成，本实用新型使用方便，实验效果好，且体积小，便于学生携带。
图1是本实用新型的光源结构示意图；图2是本实用新型的光具插座示意图；图3是本实用新型的矩形光盘示意图；图4是本实用新型的圆形光盘示意图图5是本实用新型的圆刻度盘与水槽配合示意图；图6是本实用新型作光的直线传播演示图；图7是本实用新型作光的反射演示图；图8是本实用新型作光在空气和玻璃界面上的折射演示图；图9是本实用新型作光在空气和水界面上的折射演示图；
图10是本实用新型作凸透镜会聚演示图；
图11是本实用新型作凸面镜反射演示图；
图12是本实用新型作凸透镜成像演示图。
本实用新型是一种组合仪器，它主要由光源(如
图1)、矩形光盘(如图3)、圆形光盘(如图4)、水槽(如图5)、光具插座(如图2)、光栏、光屏和光学零件等组成，光学零件包括平面镜、透镜、柱面镜、三棱镜、半圆玻璃砖和滤色片等。通常情况下它们均装放在仪器盒内。
在
图1中，电珠4装在灯座3中，聚光透镜5装在透镜筒6内，透镜筒6套在灯座3的前端，与灯座3内径滑动配合，使得透镜筒6可以在灯座3中前后伸缩，将出射光束调节成平行光。光源被支架8支撑在电池座1一端的上面，支架8上部的弧形片两端与圆环9铰接，圆环9紧套在灯座3的外圈上，使得灯座3连同透镜筒6能一起绕弧形片与圆环9的绞接点转动，以调节出射光束的仰角，电池座1亦作为光源座用。
本实用新型进行光的直线传播演示时，如图6所示，先把光源调节成平行光，均匀照明单缝光栏22，单缝光栏22插在光具插座10上，该插座10放置在光源与盒盖12正面构成的矩形光盘之间，调整光源的投射角度，则在矩形光盘上获得一条直光线，表明光的直线传播。
当进行光的反射演示时，在图6的基础上，再在矩形光盘即盒盖12正面上安装圆形光盘11，如图7，圆形光盘11的圆刻度盘15最小分度值为5，在0°－0°和90°－90°的位置上有两条互相垂直的刻线，在90°－90°刻线上还有等分刻度。在圆形光盘11上再放置一个光具插座10，其上插装有平面镜23，先按光的直线传播实验方法，在矩形光盘上显示出一条光线，转动圆刻度盘15，使其上的0°－0°刻线与光线重合，平面镜23的反射面对齐圆刻度盘15的90°－90°刻线，然后轻轻转动圆刻度盘15，逐次改变光线投射到平面镜23镜面上的入射角i，读出反射角r，得出入射角i等于反射角r的结论。
当进行光在空气和玻璃界面上的折射演示时，如图8，只需将图7中圆光盘11上的光具插座10及其平面镜23取下，换上半圆形玻璃砖24即可进行。将半圆形玻璃砖24的底边与圆刻度盘15的90°－90°刻线对齐，且它们的圆心重合，转动圆刻度盘15，即可读出不同的入射角i和折射角i′。
当进行光在空气和水的界面上的折射演示时，如图9，将光源架在仪器盒的盒体25上，将圆刻度盘15放在水槽20内，水槽20为带支腿的透明体，其下部为半圆形槽体，上部为矩形槽体，它们为一整体，水槽20内的底面中间设有定位卡21，它用来防止圆刻度盘15歪斜。水槽20内的水灌注到圆刻度盘15的中心线位置，改变光源的入射倾角和水槽20的位置，读出不同的入射角i和折射角i′。从图8、9的两种情况可得出光从光疏媒质进入光密媒质时，入射角i大于折射角i′，并符合折射率n＝sini／sini′的结论，这就是折射定律。
当进行凸透镜会聚和凹透镜发散光路的演示时，如
图10，在光源和矩形光盘之间的光具插座10上插装五缝光栏26，先将光源调节成平行光，均匀照明五缝光栏26，在矩形光盘上显示出五条平行的光线，然后将双凸柱面透镜27放置在这五条光线的光路中，则通过凸透镜27的五条光线将会聚在一点，该点至凸透镜27中心的距离即为凸透镜27的焦距。在凸透镜27的位置换上双凹柱面透镜，则通过凹透镜的五条光线呈发散状。
当进行凸面镜发散和凹面镜会聚的光路演示时，只需在
图10的基础上，将凸透镜27换成凸面镜28即可进行，如
图11，五条平行光线入射到凸面镜28上，反射光线呈发散状。若换为凹面镜，反射光线将会聚在一点。
当进行凸透镜成像规律和照明机、幻灯机原理的演示时，如
图12，将三只光具插座10均装配在盒盖12反面的导轨13上，导轨13一端的光具插座10上插蜡烛29，其中部的光具插座10上插装透镜30，其另一端的光具插座10上插装白屏31。盒盖12反面的一侧标有刻度18，构成刻度尺。光具插座10的两端面中间均标有一条竖直的读数标记19，用于在刻度尺上读数。改变蜡烛29与透镜30间的距离，并相应移动白屏31的位置，在白屏31上得到放大或缩小的蜡烛火焰的倒像，成放大的倒像时即为幻灯机成像原理，成缩小的倒像时即为照相机成像原理。在成像清晰时，通过各光具插座10的读数标记19从盒盖12反面的刻度18上可测出蜡烛29与透镜30间的距离(物距u)和透镜30与白屏31间的距离(像矩V)，即可验证透镜成像公式f＝U·V／(U＋V)，f为透镜的焦距。
权利要求1.一种初中光学实验盒，它包括有由电池座(1)、开关(2)、灯座(3)、电珠(4)、聚光透镜(5)、透镜筒(6)、电池(7)、支架(8)、圆环(9)组成的光源以及光具插座(10)和圆形光盘(11)，它们均放在由盒体(25)和盒盖(12)组成的仪器盒内，其特征在于a、盒盖(12)的正面为白色非透明的漫反射面，使其构成矩形光盘，盒盖(12)的反面两侧各设有一条与盒盖边平行的导轨(13)；b、光具插座(10)的底面两端各开有一滑槽(14)，两滑槽(14)之间的间距与盒盖(12)反面的两条导轨(13)相吻合，它们可以滑动配合；c、圆形光盘(11)由圆刻度盘(15)、光盘座(16)和卡脚(17)组成，圆刻度盘(15)亦为白色非透明的漫反射面，表面标有刻度，它与光盘座(16)正面的浅圆形槽作可取下的滑配连接，圆刻度盘(15)能以圆心为转轴在光盘座(16)中转动，光盘座(16)的反面中部固接有卡脚(17)，卡脚(17)的两只卡爪的间距与盒盖(12)的正面宽度相吻合，使得卡脚(17)可卡在盒盖(12)的正面。
2.按权利要求1所述的初中光学实验盒，其特征在于盒盖(12)反面的一侧标有刻度(18)，构成刻度尺。
3.按权利要求1所述的初中光学实验盒，其特征在于在光具插座(10)的两端面中间均标有一条竖直的读数标记(19)。
4.按权利要求1所述的初中光学实验盒，其特征在于圆形光盘(11)的圆刻度盘(15)也可装在水槽(20)内，水槽(20)为带支腿的透明体，其下部为半圆形槽体，上部为矩形槽体，它们为一整体，水槽(20)内的底面中间设有定位卡(21)，它用来防止圆刻盘度(15)歪斜。
专利摘要本实用新型涉及一种初中物理课学生分组实验用的光学仪器，其盒盖的正面为白色非透明漫反射面，构成矩形光盘，盒盖反面两侧各设有一条导轨，相应地在光具插座的底面两端各开有一滑槽，它们滑动配合，圆形光盘由圆刻度盘、光盘座和卡脚组成，圆刻度盘亦为白色非透明漫反射面，它与光盘座滑配连接，光盘座反面固接的卡脚可卡在盒盖的正面。
文档编号G09B23/22GK2181722SQ9324640
公开日1994年11月2日 申请日期1993年12月14日 优先权日1993年12月14日
发明者李柏明 申请人:李柏明