光学演示装置的制作方法

1.本实用新型涉及教学用具技术领域，尤其涉及一种光学演示装置。


背景技术：

2.光学是中学物理的重要知识点，也是学生学习的难点。老师直观形象地实验演示与定量探究也就尤为重要。目前现有的光学演示装置实验演示和内容讲授是不能同时进行的。并且传统实验装置只具有单一光学实验功能。一个实验完成必须更换仪器设备，使实验的准备延时，为老师的教学增繁。同时，仪器繁杂多变，现象不明显，增加了学习难度。


技术实现要素：

3.本实用新型的主要目的是提出一种光学演示装置，旨在解决现有技术中的光学演示装置功能单一，一个实验完成后必须更换仪器设备，实验准备时间较长的问题。
4.为实现上述目的，本实用新型提出一种光学演示装置，所述光学演示装置具有在水平方向上呈交叉设置的前后向及左右向，所述光学演示装置包括：
5.安装座，所述安装座包括底座以及设置于所述底座上的支架，所述底座具有沿前后向活动设置的安装平台；
6.箱体，所述箱体设置于所述安装平台，所述箱体用以固定光学介质；以及，
7.光源装置，所述光源装置设于所述安装平台的一侧，所述光源装置沿左右向、上下向分别可活动地安装于所述支架，所述光源装置用以向所述箱体投射光线。
8.可选地，所述支架包括横向支架和分别连接所述横向支架的相对两端的两个竖向支架，所述横向支架位于所述箱体上方，且沿左右向延伸设置，两个所述竖向支架分别位于所述箱体左右两侧。
9.可选地，所述光源装置包括：
10.滑块，所述滑块滑动安装于所述支架，以能够分别沿所述横向支架、所述竖向支架活动；
11.托架，所述托架沿水平方向轴线可转动地安装于所述滑块；以及，
12.光源组件，所述光源装置具有朝向所述箱体设置的出光侧，所述光源组件安装于所述托架。
13.可选地，所述光源装置还包括：
14.led景观光源，所述led景观光源活动安装于其中一个所述竖向支架，以能够沿上下方向可调节设置；以及，
15.多个遮光板，多个所述遮光板分别设置于所述箱体的前后向两侧壁和底部，用以遮光。
16.可选地，所述光学演示装置还包括定焦器，所述定焦器包括安装架和自所述安装架的下端侧向延伸的定焦尺，所述安装架的结构、尺寸分别与所述箱体相适配，所述安装架置于所述箱体上端，且所述定焦尺伸入至所述箱体内。
17.可选地，所述光学演示装置还包括实验透镜，所述实验透镜包括凸透镜，所述凸透镜内设置有双凸形空腔，所述双凸形空腔用以盛装溶液；和/或，
18.所述实验透镜包括凹透镜，所述凹透镜内设置有双凹形空腔，所述双凹形空腔用以盛装溶液。
19.可选地，所述光学演示装置还包括测量组件，所述测量组件包括测量板和量角器，所述测量板沿左右向延伸设置，所述测量板沿上下方向滑动安装于所述箱体的侧壁，所述量角器沿左右向滑动安装于所述测量板，用以对光线折射进行测量。
20.可选地，所述箱体用以盛装溶液，所述箱体的侧壁设置有上端开口的安装槽，所述安装槽与所述测量组件同侧设置，所述安装槽用以供折射板安装。
21.可选地，所述箱体设置有两个，两个所述箱体沿前后向间隔设置于所述安装平台。
22.可选地，所述光学演示装置还包括旋转机构，所述旋转机构包括：
23.旋转板，所述旋转板沿上下向轴线可转动地安装于所述安装平台，所述旋转板用以供两个所述箱体安装，以带动两个所述箱体同步转动；以及，
24.驱动器，所述驱动器与所述旋转板驱动连接，以驱动所述旋转板转动。
25.本实用新型的技术方案中，所述箱体放置于所述安装平台上，并能够被所述安装平台带动具有沿前后向的活动行程，所述光源装置沿左右向、上下向分别可活动地安装于所述支架，使得所述光源装置能够位于所述箱体上方或者位于所述箱体的旁侧，通过将所述光源装置移动至不同位置，以及通过所述安装平台将所述箱体移动至不同的位置，达到演示不同光学实验的目的，本实用新型能够更加方便快捷进行光学探究活动，操作简单，现象直观明显，易找规律，可以反复实验，也可以进行多种光学实验。
附图说明
26.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
27.图1为本实用新型的光学演示装置一实施例的立体示意图；
28.图2为图1中光学演示装置的主视示意图；
29.图3为图1中定焦器的立体结构示意图。
30.附图标号说明：
[0031][0032][0033]
本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0034]
下面将结合本实用新型实施例中的附图，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的一部分实施例，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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0035]
需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0036]
另外，若本实用新型实施例中有涉及
“”
、
“”
等的描述，则该
“”
、
“”
等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有
“”
、
“”
的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“a和/或b”为例，包括a方案、或b方案、或a和b同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
[0037]
光学是中学物理的重要知识点，也是学生学习的难点。老师直观形象地实验演示与定量探究也就尤为重要。目前现有的光学演示装置实验演示和内容讲授是不能同时进行的。并且传统实验装置只具有单一光学实验功能。一个实验完成必须更换仪器设备，使实验的准备延时，为老师的教学增繁。同时，仪器繁杂多变，现象不明显，增加了学习难度。
[0038]
鉴于此，本实用新型提供一种光学演示装置，旨在解决现有技术中的光学演示装置功能单一，一个实验完成后必须更换仪器设备，实验准备时间较长的问题，图1至图3为本实用新型提供的光学演示装置一实施例，以下结合具体的附图对所述光学演示装置进行说
明。
[0039]
请参阅图1至图2，所述光学演示装置100具有在水平方向上呈交叉设置的前后向及左右向，所述光学演示装置100包括安装座1、箱体3和光源装置 2，所述安装座1包括底座11以及设置于所述底座11上的支架12，所述底座 11具有沿前后向活动设置的安装平台111；所述箱体3设置于所述安装平台 111，所述箱体3用以固定光学介质；以及，所述光源装置2设于所述安装平台111的一侧，所述光源装置2沿左右向、上下向分别可活动地安装于所述支架12，所述光源装置2用以向所述箱体3投射光线。
[0040]
可以理解的是，上下向、前后向和左右向两两相互垂直设置，并且所述光学介质可以是放置于所述箱体3内的溶液，可以是放置于所述箱体3中光学镜和测量装置，也可以是设置于所述箱体3侧壁的固体光学介质。
[0041]
本实用新型的技术方案中，所述箱体3放置于所述安装平台111上，并能够被所述安装平台111带动具有沿前后向的活动行程，所述光源装置2沿左右向、上下向分别可活动地安装于所述支架12，使得所述光源装置2能够位于所述箱体3上方或者位于所述箱体3的旁侧，通过将所述光源装置2移动至不同位置，以及通过所述安装平台111将所述箱体3移动至不同的位置，达到演示不同光学实验的目的，光学实验具体包括透镜焦距测量、立体成像和光路显示、探究介质对透镜焦距的影响；固体、液体折射率的测定，折射定律探究；光的合成与分解；光的全反射形成条件、临界角的探究；光在不同介质中的传播路线；海市蜃楼的演示；本实用新型能够更加方便快捷进行光学探究活动，操作简单，现象直观明显，易找规律，可以反复实验，也可以进行多种光学实验。
[0042]
需要说明的是，所述箱体3为透明材料制成的，方便对光学实验的观察，在本实施例中，所述箱体3由透明耐温材料pc板构成。
[0043]
具体地，所述安装座1还设置有收纳箱，所述收纳箱用以收纳光学元件。
[0044]
具体地，所述支架12的具体结构在此不做限制，只要能够使所述光源装置2沿左右向、上下向活动设置即可。在本实施例中，所述支架12包括横向支架121和分别连接所述横向支架121的相对两端的两个竖向支架122，所述横向支架121位于所述箱体3上方，且沿左右向延伸设置，两个所述竖向支架122分别位于所述箱体3左右两侧。两个所述竖向支架122与所述横向支架121的连接方式可以是通过焊接进行连接，也可以是一体成型设置，在此不做限制。通过设置所述横向支架121和两个所述竖向支架122，使得所述光源装置2能够移动至所述箱体3的上方和所述箱体3的旁侧，从而达到进行不同光学实验的目的。
[0045]
具体地，所述光源装置2包括滑块21、托架22和光源组件23，所述滑块21滑动安装于所述支架12，以能够分别沿所述横向支架121、所述竖向支架122活动；所述托架22沿水平方向轴线可转动地安装于所述滑块21；以及，所述光源组件23，具有朝向所述箱体3设置的出光侧，所述光源组件23安装于所述托架22。如此设置，既可以通过所述滑块21带动所述光源组件23沿左右向、上下向活动，又可以通过所述托架22带动所述光源装置2转动，以调节所述光源装置2发出的光线的入射角度。
[0046]
需要说明的是，所述光源组件23可以是一个，也可以是多个，可以根据不同的光学实验，设置不同数量的光源组件23。
[0047]
进一步地，所述光源装置2还包括刻度盘，所述刻度盘安装于所述滑块 21靠近所述托架22的一侧，并且所述刻度盘与所述托架22的转动轴同轴线设置，方便调整所述光源
组件23的入射角度。
[0048]
更进一步地，所述光源装置2的数量在此不做限制，所述光源装置2的数量可以是多个，在本实施例中，所述光源装置2为三个，分别位于所述横向支架121和两个所述竖向支架122，如此设置，可更加快捷地进行光学实验，避免频繁移动所述光源装置2。
[0049]
所述滑块21安装于所述支架12的具体方式在此不做限制，只要是能够使所述滑块21在所述支架12上滑动即可，例如，可以是所述横向支架121 上设置有第一滑槽，所述第一滑槽沿左右向延伸设置，所述竖向支架122上设置有第二滑槽，所述第二滑槽沿上下向延伸设置，所述第一滑槽和所述第二滑槽形状结构相同，并且所述第一滑槽和所述第二滑槽相连通，所述滑块 21设置有与所述第一滑槽和所述第二滑槽形状相适配的安装部，所述安装部设置于所述第一滑槽或第二滑槽中，以通过所述安装部在所述所述第一滑槽或第二滑槽滑动，带动所述滑槽活动。在本实施例中所述滑块21设置滑动槽，所述滑动槽与所述横向支架121和所述竖向支架122形状相适配，所述横向支架121或所述竖向支架122设置于所述滑动槽中，从而达到所述滑块21在所述支架12上滑动的目的。
[0050]
具体地，为了进行海市蜃楼演示实验，所述光源装置2还包括led景观光源24和多个遮光板，所述led景观光源24活动安装于其中一个所述竖向支架122，以能够沿上下方向可调节设置；以及，所述多个遮光板设置于所述箱体3的前后向两侧壁和底部，用以遮光。具体使用时，所述led景观光源 24设置于所述托架22上，使所述led景观光源24位于所述箱体3的一侧，在所述箱体3内加入不同的溶液，随后将所述多个遮光板设置于所述箱体3 的前侧、后侧、底部和所述箱体3的水面位置，调节所述led景观的高度，即可在远离所述led景观的一侧观察到海市蜃楼现象。
[0051]
具体地请参照图3，所述光学演示装置100还包括定焦器4，所述定焦器 4包括安装架41和自所述安装架41的下端侧向延伸的定焦尺42，所述安装架41的结构、尺寸分别与所述箱体3相适配，所述安装架41置于所述箱体3 上端，且所述定焦尺42伸入至所述箱体3内，所述定焦尺42用以进行焦距的测量。在进行焦距测量试验时，首先将所述光源装置2移动至所述箱体3 一侧，在所述托架22上固定至少两个所述光源组件23，并且两个所述所述光源组件23平行设置，所述光源组件23可以是激光笔，也可以是其他能够投射光线的仪器，在此不做限制，至少两个所述光源组件23用于在所述箱体3 一侧向所述箱体3投射光线(在本实施例中所述光源设置有两个)，随后将所述安装架41放置于所述箱体3相对两侧壁上端，所述定焦尺42位于所述箱体3中，并且所述安装架41沿前后向放置，使得所述定焦尺42与所述光源组件23投射的光线相垂直，方便测量光线之间的距离，再将待测量的透镜放置于所述箱体3中，且沿前后向放置，并且待测透镜位于所述光源和所述定焦器4之间，具体进行试验时，打开所述光源组件23，两个所述光源组件 23向所述箱体3投射光线，光线穿过待测透镜投射至所述定焦尺42上，此时通过测量两个光源之间的距离、待测透镜与所述定焦尺42之间的距离以及两束光线在所述定焦尺42之间的距离，利用相似三角形比例即可测量出待测透镜的焦距。通过多个所述光源组件23和所述定焦器4，可以计算出凸透镜、凹透镜、凸面镜和凹面镜的焦距，并且无论焦距的大小均可进行测量。
[0052]
具体地，为了探究介质对透镜焦距的影响，所述光学演示装置100还包括实验透镜，所述实验透镜包括凸透镜，所述凸透镜内设置有双凸形空腔，所述双凸形空腔用以盛装溶液；和/或，所述实验透镜包括凹透镜，所述凹透镜内设置有双凹形空腔，所述双凹形空腔
用以盛装溶液。将所述凸透镜放置于所述箱体3中，并且在所述凸透镜内的双凸形空腔内装满溶液，同时在所述箱体3中装满不同的溶液，可以探究介质对透镜焦距的影响，具体试验时，将待测透镜替换为所述凸透镜，将所述凸透镜内注满氯化钠稀溶液，在所述箱体3中盛装水，重复上述焦距测量试验，即可探究介质对焦距的影响；所述凹透镜同样可以进行上述试验。
[0053]
具体地，所述光学演示装置100还包括测量组件5，所述测量组件5包括测量板51和量角器52，所述测量板51沿左右向延伸设置，所述测量板51沿上下方向滑动安装于所述箱体3的侧壁，所述量角器52沿左右向滑动安装于所述测量板51，用以对光线折射进行测量。在本实施例中，所述箱体3前侧设置有沿上下向延伸设置的滑槽，所述滑槽设置有两个，沿左右向间隔分布，所述滑槽的槽底设置有磁性件；所述测量板51两端设置有吸附件，所述测量板51滑动安装于所述滑槽，并且所述磁性件和所述吸附件相配合，用于固定所述测量板51，具体使用时，可以对所述测量板51沿上下向调节，对所述量角器52进行左右向的调节，如此设置，方便使用者对光线进行测量。
[0054]
具体地，所述磁性件和所述吸附件可以是相互配合的磁铁和铁片，也可以是磁极相反设置的磁铁，在此不做限制，只要能够固定所述测量板51即可。
[0055]
进一步地，所述滑槽一侧还设置有刻度线，所述刻度线沿上下向延伸设置，方便测量所述测量板51移动的距离。
[0056]
更进一步地，所述测量组件5还包括护目片，所述护目片设置于所述测量板51一侧，并且能够沿左右向滑动设置，所述护目片用以保护使用者的眼睛，消除激光光斑的反射光对人眼的影响；所述护目片的颜色可以是茶色，也可以是蓝色，在此不做限制。
[0057]
具体地，为了方便探究光在固体介质中反射和折射的规律，所述箱体3 用以盛装溶液，所述箱体3的侧壁设置有上端开口的安装槽31，所述安装槽 31与所述测量组件5同侧设置，所述安装槽31用以供折射板安装。具体使用时，将所述光源装置2移动至所述箱体3上方，并且通过所述安装平台111 移动所述箱体3，将所述安装槽31移动至所述光源下方，通过向所述安装槽 31投射光线，来演示光的折射和反射规律。
[0058]
具体地，所述箱体3设置有两个，两个所述箱体3沿前后向间隔设置于所述安装平台111，用以进行光的合成与分解实验。
[0059]
进一步地，所述光学演示装置100还包括旋转机构6，所述旋转机构6包括旋转板61和驱动器，所述旋转板61沿上下向轴线可转动地安装于所述安装平台111，所述旋转板61用以供两个所述箱体3安装，以带动两个所述箱体3同步转动；以及，所述驱动器与所述旋转板61驱动连接，以驱动所述旋转板61转动。
[0060]
在进行光的分解与合成的实验时，将两个所述箱体3中加入适量的饱和食盐水，在通过移动所述箱体3以及转动所述旋转板61，使两个所述箱体3 按照一定的角度放置，两个所述箱体3直角均可以看成一个超大的直角棱镜，所述光源装置2发出的led灯白光从所述箱体3的一角射入，经过两次分光后，射向白色墙壁，可以看到，led灯白光被完全分离成红、绿、蓝三种颜色，如此设置，可以达到较好的分光效果。
[0061]
需要说明的是，所述光学演示装置100还包括水平驱动机构、控制装置和控制按钮，所述控制装置和所述水平驱动机构、所述控制按钮和所述驱动器电性连接，所述控制装置用以控制所述水平驱动机构和所述驱动器的启停，所述控制按钮设置于所述底座11。
[0062]
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。