專利名稱：透鏡成像模擬演示儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及中學(xué)物理透鏡成像實(shí)驗(yàn)演示的一種儀器。
在中學(xué)物理教課書中有關(guān)透鏡成像教學(xué)中，演示物體成像一般都采用教材中的光具座，有一些教學(xué)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用激光光學(xué)演示儀。但從教學(xué)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，上述兩種演示儀器都有不足之處首先它們演示要受到外界光線亮度的限止；在操作過程中，調(diào)光屏位置、對焦既費(fèi)時又煩瑣；演示過程中是跳躍式成像，聯(lián)動性差，沒有整體性和連續(xù)性，影響教學(xué)效果。
本實(shí)用新型的目的在于，為中學(xué)教學(xué)中透鏡成像演示提供一種不受任何環(huán)境的限止，在演示過程中能連續(xù)成像的模擬演示儀。
本實(shí)用新型完成上述目的的技術(shù)方案是根據(jù)透鏡成像原理，按照特殊光線的特點(diǎn)設(shè)計(jì)而成；在長方形的面板上，過中心點(diǎn)制作一垂直水平主軸的透鏡，在面板的第二象限制作一條平行于水平主軸的平行光線條相交透鏡。在第一象限連接平行光線同透鏡相交的交點(diǎn)與透鏡焦點(diǎn)作一條過焦點(diǎn)光線條，並延伸第四象限。過中心點(diǎn)作一條光線條可在第二象限和第四象限與平行光線條和過焦點(diǎn)光線相交于任何一點(diǎn)。被攝物裝接在平行光線條和過中心光線條的交點(diǎn)上，影像裝接在過焦點(diǎn)光線條和過中心光線條的交點(diǎn)上，它們可隨過中心光線條的轉(zhuǎn)動而沿水平主軸相垂直的水平方向移動。凹透鏡成像；把過焦點(diǎn)光線條按置在第二象限相接交在透鏡和平行光線條交點(diǎn)與透鏡焦點(diǎn)，影像在第二象限的過焦點(diǎn)光線條和過中心光線條的交點(diǎn)上，被攝物和影像隨過中心光線條的轉(zhuǎn)動，都在第二象限移動。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有同類演示裝置(儀器)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)由于被攝物、影像裝接在平行光線條與過中心光線條的交點(diǎn)上和過焦點(diǎn)光線條與過中心光線條的交點(diǎn)上，它們隨過中心光線條的轉(zhuǎn)動而在面板上同步移動，實(shí)現(xiàn)連續(xù)成像、物像聯(lián)動性能好，生動地揭示了透鏡成像的規(guī)律，還可模擬光線成像作圖教學(xué)，提高了教學(xué)實(shí)驗(yàn)效果。另外，它操作方便，使用不受外界環(huán)境的影響，有利提高使用效果。
現(xiàn)結(jié)合附圖及實(shí)施例對本實(shí)用新型的技術(shù)內(nèi)容作詳細(xì)的描述。


圖1是本實(shí)用新型平面結(jié)構(gòu)視圖。
圖2是本實(shí)用新型背面拉線傳動結(jié)構(gòu)示圖圖3是被攝物、影像同平行光線條，過焦點(diǎn)光線條以及過光心光線條裝接的結(jié)構(gòu)視圖。
虛像蓋板1、被攝物2、平行光線條3、過光心光線條4、面板5過焦點(diǎn)光線條6、透鏡7、反向過焦點(diǎn)光線條8、實(shí)像蓋板9、影像10、小孔11、圓頭滑栓12、推拉柄14、滑塊15、拉線16、小滑輪17。
在長方形的面板5上，過中心點(diǎn)制作一垂直水平軸線的透鏡7，它包括凸透鏡和凹透鏡，其形狀中間厚為凸透，中間薄為凹透，可用塑料或毛玻璃做成，它活動裝置在面板5上。平行光線條3用導(dǎo)軌凹槽制成裝置在面板5上的第二象限與水平軸線平行，且相距一定距離，一端與透鏡7相接觸。過光心光線條4用導(dǎo)軌凹槽制成，活動裝接在面板5的中心點(diǎn)，並穿過透鏡7，它可以繞著中心點(diǎn)轉(zhuǎn)動。過焦點(diǎn)光線條6用導(dǎo)軌凹槽制成活動裝接在面板5的第一和第四象限上。被攝物2裝接在平行光線條3和過光心光線條4的交點(diǎn)上，被攝物2與滑塊15、圓頭滑栓12，推拉柄制成一體，被攝物2中的滑塊15置入平行光線條3凹槽中圓頭滑栓12置于過光心光線條4的凹槽中、被攝物2與滑塊15垂直成直角。影像10連接在過焦點(diǎn)光線條6和過光心光線條4的交點(diǎn)上，滑塊15置于過焦點(diǎn)光線條6的凹槽中，圓頭滑栓12置于過光心光線條4的凹槽中，影像10結(jié)構(gòu)同被攝物2一樣，不同的是影像10與滑塊15的夾角按公式tgα′＝ (h)/(f) 計(jì)算，α＝arctg＋90°、h……被攝物長，f……透鏡焦距，本實(shí)用新型在取物長10cm、焦距12cm時，則影像10同滑塊15之間的夾角是130°。當(dāng)手持推拉柄14時，被攝物2沿著水平軸在第二象限從左向右移動，過光心光線條4隨著中心點(diǎn)轉(zhuǎn)動，此時，影像10隨著過光心光線條4的轉(zhuǎn)動，和被攝物同步的在第四象限從左向右移動，它們移動時，超過一定長度的部分都被虛蓋板1和實(shí)像蓋板9遮住。在被攝物2向右移動接近透鏡7時，過光心光線條4和過焦點(diǎn)光線條6的夾角越來越少，影像10的移動阻力增大，為了使影像10不會阻滯，在滑塊15的兩端連接拉線16的兩個頭，拉線16穿過過光心光線條4和面板的兩個小孔11，系結(jié)在面板5背面的小滑輪支點(diǎn)17上，兩個小孔11裝置有滑輪。當(dāng)過光心光線條4和過焦點(diǎn)光線條6的夾角漸少、影像10滑動阻力增大時，牽動拉線16，拖動影像10移動，以防卡滯。
把凸透鏡改裝為凹透鏡，此時，影像10和被攝物2在透鏡7的同側(cè)。本實(shí)用新型只將過焦點(diǎn)光線條6取下裝接成過透鏡7左則的焦點(diǎn)和平行光線條3和透鏡7交點(diǎn)上的反向過焦點(diǎn)光線條8、影像10裝置在過光心光線條4與反向過焦點(diǎn)光線條8的交點(diǎn)位置上，影像10隨同被攝物2的移動而移動，左右移動使被攝物2，影像10的長度跟著變化，其超過水平軸線伸延到第三象限的長度被虛像蓋板1遮住。保持物和像的真實(shí)感。
權(quán)利要求1.一種透鏡成像模擬演示儀，它主要包括有面板、模擬透鏡、其特征包括平行光線條(3)、過光心光線條(4)、過焦點(diǎn)光線條(6)和反向過焦點(diǎn)光線條(8)，被攝物(2)連接在平行光線條(3)與過光心光線條(4)交點(diǎn)上，影像(10)連接在過光心光線條(4)與過焦點(diǎn)光線條(6)的交點(diǎn)上。
2.按權(quán)利要求1所述的透鏡成像模擬演示儀，其特征在于，被攝物(2)、影像(10)上的圓頭滑栓(12)置于過光心光線條(4)的凹槽中，滑塊(15)分別置于平行光線條(3)、過焦點(diǎn)光線條(6)的凹槽中。
3.按權(quán)利要求1所述的透鏡成像模擬演示儀，其特征在于、影像(10)的滑塊(15)兩端接有拉線(16)、系于面板(5)背面的小滑輪(17)。
4.按權(quán)利要求1所述的透鏡成像模擬演示儀，其特征在于在面板(5)上有實(shí)像蓋板(9)，虛像蓋板(1)。
5.按權(quán)利要求1所述的透鏡成像模擬演示儀，其特征在于過焦點(diǎn)光線條(6)，反向過焦點(diǎn)光線條(8)活動裝接在面板(5)上。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種用于中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)透鏡成像的模擬演示儀，它按照三條特殊光線設(shè)計(jì)而成，被攝物和影像分別裝置在平行光線條與過光心光線條交點(diǎn)上和過光心光線條與過焦點(diǎn)光線條交點(diǎn)上，因此，可以自動對焦，連續(xù)成像、操作簡便的優(yōu)點(diǎn)，而且它的使用不受外界環(huán)境特別是亮度的限止，有很好的演示效果。
文檔編號G09B23/00GK2141583SQ9223357
公開日1993年9月1日 申請日期1992年9月14日 優(yōu)先權(quán)日1992年9月14日
發(fā)明者王吾堯 申請人:王吾堯