多功能光路显示光学教具制造技术

本实用新型专利技术公开了一种多功能光路显示光学教具，由固定架１、圆形承载盘２、光束发射器３构成，光束发射器３卡在圆形承载盘２的边沿上，在圆形承载盘２前板面上的一个半圆面上粘贴上半圆形光密介质板５，另一个半圆面上粘贴上半圆形毛玻璃板４，并且半圆形光密介质板５与半圆形毛玻璃板４相粘结成圆形，在半圆形光密介质板５与半圆形毛玻璃板４的介面处设有光学镜体放置的光密介质平台７。该多功能光路显示光学教具，所需电压低，使用安全；整体制作简单，成本及使用费均较低，利于推广，可广泛用于物理学几何光学教学演示与实验。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种光学教具，具体地说是一种能显示光线行进路线及其变化情况的多功能光路显示光学教具，适用于物理学几何光学教学演示与实验。
技术介绍
目前，用于物理学几何光学内容的光学实验装置，主要是用一种光具盘，按照不同的结构组合来进行演示。这种光学教具的缺点是不能清晰地显示实验中光线的行进及其变化过程，包括聚焦变化、反射变化、折射变化等，在教学中演示的直观效果差；也有一种采用气体激光管做光源的光学教具，虽然能显示光路，但其起动电压为5-6千伏，工作电压为1千伏，需要用烟室或暗室来显示光路，制作复杂，应用不安全，生产成本高，使用不灵活，不方便，难以推广。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种直观感强，在明室中就可清楚观察到光线行进路线及其变化情况，并且工作电压低、结构简单、制作容易、使用费低、操作灵活方便的多功能光路显示光学教具。为解决以上技术问题，本技术所采用的技术方案是该多功能光路显示光学教具，由固定架、圆形承载盘、光束发射器构成，光束发射器卡在圆形承载盘的边沿上，并可沿圆形承载盘的边沿滑动，在圆形承载盘前板面上的一个半圆面上粘贴上半圆形光密介质板，另一个半圆面上粘贴上半圆形毛玻璃板，并且半圆形光密介质板与半圆形毛玻璃板相粘结成圆形，其半径小于圆形承载盘的半径，以利于光束发射器沿圆形承载盘边沿滑动，在半圆形光密介质板与半圆形毛玻璃板的介面处设有光学镜体放置的光密介质平台，光学镜体放置的光密介质平台的宽度以能置放光学镜体为宜。本技术还通过如下措施实施所述的半圆形光密介质板为聚合物基纳米复合材料透明体(包括半透明体)，可以由丙烯酸酯、纳米粉(如气相白炭黑)、偶联剂等成分组成，先将纳米粉用偶联剂进行改性后，再与丙烯酸酯混合，经充分分散(如超声波分散)后，形成固液两相的胶体分散体系，经过光固化或热聚合，制得透明或半透明聚合物基纳米复合体，在半圆形光密介质板与半圆形毛玻璃板的周边上设有转动角度指示刻度，可直接观察光线折射、反射、入射的角度，在光学镜体放置的光密介质平台上面放置光学镜体，在光学镜体上面为光疏介质(如空气)，光疏介质后面为半圆形毛玻璃板的毛面，通过毛玻璃板的毛面可清楚的显示光通过光疏介质时的行进路线；所述的光束发射器由安装筒、固定夹构成，在安装筒内从上至下依次设有开关、电池、激光半导体、透镜，安装筒用螺栓固定在固定夹的竖板上，且安装筒可绕螺栓的轴线转动，转动到需要位置时扭紧螺栓固定，光束发射器用固定夹夹持在圆形承载盘的边沿上，光束发射器可根据演示需要设1-4个，安装筒的轴心线平行于半圆形光密介质板的平面和半圆形毛玻璃板的平面；所述的圆形承载盘为透明圆板，以便教师在后面也能看到光的演示；圆形承载盘固定在转动轴上，转动轴通过轴承安装在固定架内，在转动轴外端设有转动轴固定螺母，通过转动轴的转动，可实现半圆形光密介质板与半圆形毛玻璃板的方位调整，当达到需要的演示方位时，可用转动轴固定螺母固定；所述的光学镜体放置的光密介质平台为半圆形光密介质板与半圆形毛玻璃板相粘结时的厚度差形成的平台。应用本技术时，将一个或几个光束发射器同时夹在圆形承载盘的边沿上，打开电源开关，调整光束可进行相应光学性质的演示。例如演示光的折射与反射现象时，可在光学镜体放置的光密介质平台上放置一块镀膜玻璃条，光束发射器夹在上方，打开电源开关，调整光束，使光束穿过光疏介质(如空气)照射到镀膜玻璃条上，在半圆形毛玻璃板的毛面上可显示入射线与反射线，在半圆形光密介质板内可显示出折射线，滑动固定夹，调整入射角大小，显示板上显示出反射角和折射角的相应变化，从而清晰的、动态完整的显示了光线从光疏介质进入光密介质发生的反射、折射变化现象；若演示凸透镜聚焦实验时，在光学镜体放置的光密介质板平台上放一块半圆形单凸玻璃砖，并在圆形承载盘上同时设三个光束发射器，中间的一个光束发射器穿过圆形单凸玻璃砖的中心做为主光轴，调整两侧的光束发射器，使其与主光轴平行穿过圆形单凸玻璃砖，在半圆形毛玻璃板的毛面上可看到三条平行入射线，在半圆形光密介质板内可看到三条交叉于一点的光束，交叉点即为焦点；若将其它光学镜体放在要求位置，适当配置光源，可完成相应光学的演示。本技术的有益效果在于该多功能光路显示光学教具，可清晰显示光学实验中光线的行进及其变化情况，可动态演示光线的变化过程，可以完成几何光学的全部实验内容；由于采用了聚合物基纳米复合材料和毛玻璃背景，显示的效果更加直观，在明室中即可有清楚的显示效果，不需要在烟室或暗室内进行；该多功能光路显示光学教具还有操作灵活方便的特点，使用者若有较大拓展空间，特别适应于当前国家教育部提倡并推行的探究式教学与学习；该多功能光路显示光学教具的光源采用半导体激光光源，所需电压低，使用安全；整体制作简单，成本及使用费均较低，利于推广。附图说明图1为本技术结构主视示意图。图2为本技术沿A-A剖视放大示意图。图3为本技术为光束从光束介质射入时光路反射、折射显示示意图。图4为本技术为光束从光密介质射入时光路反射、折射显示状态示意图。图5为本技术三束光线同时穿过半圆形单凸玻璃砖时聚焦状态示意图。具体实施方式参照附图1、2制作本技术。该多功能光路显示光学教具，由固定架1、圆形承载盘2、光束发射器3构成，光束发射器3卡在圆形承载盘2的边沿上，在圆形承载盘2前板面上的一个半圆面上粘贴上半圆形光密介质板5，另一个半圆面上粘贴上半圆形毛玻璃板4，并且半圆形光密介质板5与半圆形毛玻璃板4相粘结成圆形，在半圆形光密介质板5与半圆形毛玻璃板4的介面处设有光学镜体放置的光密介质平台7；所述的半圆形光密介质板5为聚合物基纳米复合材料透明体或半透明体，在半圆形光密介质板5与半圆形毛玻璃板4的周边上设有转动角度指示刻度6，光密介质板5为聚合物基纳米复合材料制作，在光学镜体放置的光密介质平台7上放置光学镜体8；所述的光束发射器3由安装筒9、固定夹10构成，在安装筒9内从上至下依次安装电源开关11、电池12、激光半导体13、透镜14，光束发射器3用固定夹10夹持在圆形承载盘2的边沿上，光束发射器3可根据演示需要设1-4个，安装筒9可绕螺栓15转动；所述的圆形承载盘2为透明圆板，固定在转动轴16上，转动轴16通过轴承17安装在固定架1内，转动轴16外端设有转动轴固定螺母18。权利要求1.一种多功能光路显示光学教具，由固定架(1)、圆形承载盘(2)、光束发射器(3)构成，其特征在于光束发射器(3)卡在圆形承载盘(2)的边沿上，在圆形承载盘(2)前板面上的一个半圆面上粘贴上半圆形光密介质板(5)，另一半圆面上粘贴上半圆形毛玻璃板(4)，并且半圆形光密介质板(5)与半圆形毛玻璃板(4)相粘结成圆形，在半圆形光密介质板(5)与半圆形毛玻璃板(4)的介面处设有光学镜体放置的光密介质平台(7)。2.根据权利要求1所述的多功能光路显示光学教具，其特征在于所述的半圆形光密介质板(5)为聚合物基纳米复合材料透明体，在半圆形光密介质板(5)与半圆形毛玻璃板(4)的周边上设有转动角度指示刻度(6)，在光学镜体放置的光密介质平台(7)上放置光学镜体(8)。3.根据权利要求1所述的多功能光路显示光学教具，其特征在于所述的光束发射器(3)用固定夹本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多功能光路显示光学教具，由固定架（１）、圆形承载盘（２）、光束发射器（３）构成，其特征在于光束发射器（３）卡在圆形承载盘（２）的边沿上，在圆形承载盘（２）前板面上的一个半圆面上粘贴上半圆形光密介质板（５），另一半圆面上粘贴上半圆形毛玻璃板（４），并且半圆形光密介质板（５）与半圆形毛玻璃板（４）相粘结成圆形，在半圆形光密介质板（５）与半圆形毛玻璃板（４）的介面处设有光学镜体放置的光密介质平台（７）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郭其明，吕贵卿，陈传军，李剑波，边华利，
申请(专利权)人：郭其明，
类型：实用新型
国别省市：37[中国|山东]