视觉暂留演示装置的制作方法
专利名称：视觉暂留演示装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及物理教具，尤其是光学原理演示装置，具体地，涉及视觉暂留演示装置。
背景技术：
人之所以能够看到立体的景物，是因为双眼可以各自独立看景物。两眼有间距，造成左眼与右眼图像的差异称为视差，人类的大脑很巧妙地将两眼的图像合成，在大脑中产生有空间感的视觉效果。由于人类眼睛的视差错觉，当使用一面是墨镜，一面是平镜的眼睛观察一个在平面上摆动的单摆时，会感觉其出现了椭圆形的运动轨迹。这便是普氏摆，用肉眼可以看到摆动的小球做的是同一平面的单摆运动。当你用光衰减镜看到单摆的运动轨迹变成了椭圆形。如果把光衰减镜翻转180度可以看到运动轨迹又发生了改变。这个现象是德国的物理学家Pulfrich在1922年最先发现的。在实验时，先将摆球拉离平衡位置，摆球将做单摆运动，戴上光衰减镜的眼镜(一边为光衰减镜片，一边不是光衰减镜片)，将看到铁球做圆锥摆运动，这就视觉暂留的体现。 其原理是，在这个实验中所用的光衰减镜引起光强的减弱和光程的变化，使分别进入两只眼睛的物光产生光程差，从而感觉出物体的立体感。为了更好地演示这一物理现象，可以通过设置静止的参照物使得单摆的运动轨迹更为直观，但目前在现有技术中还没有很好的物理教具来演示普氏摆的这一现象。
实用新型内容针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种视觉暂留演示装置。根据本实用新型的一个方面，提供视觉暂留演示装置，包括铁架台、悬挂在铁架台上的单摆，其特征在于，还包括设置在所述铁架台上的前阻挡装置、以及后阻挡装置，其中， 当所述单摆静止时，所述前阻挡装置与后阻挡装置分别位于所述单摆的前后两侧，并且所述前阻挡装置与后阻挡装置之间留有供所述单摆摆动的间隙。优选地，所述悬臂杆在其中部处连接所述转轴，所述前阻挡装置与后阻挡装置之间留有供所述单摆摆动的间隙，所述间隙略大于所述单摆摆球的直径。优选地，还包括连接所述铁架台的定位杆，其中，所述定位杆在前、后方向上位于所述前阻挡装置与后阻挡装置之间。优选地，所述定位杆非连接所述铁架台的一端设置有半球形凹槽。 优选地，所述前阻挡装置包括前玻璃板，所述后阻挡装置包括后玻璃板，其中，所述前玻璃板平行与所述后玻璃板。优选地，所述前阻挡装置包括竖直设置的前排阻挡杆，所述后阻挡装置包括竖直设置的后排阻挡杆。优选地，所述前排阻挡杆包括前左阻挡杆以及前右阻挡杆，所述后排阻挡杆包括后左阻挡杆以及后右阻挡杆。优选地，所述前左阻挡杆与前右阻挡杆之间连接有水平设置的前阻挡绳，所述后左阻挡杆与后右阻挡杆之间连接有水平设置的后阻挡绳。优选地，所述前左阻挡杆、前右阻挡杆、后左阻挡杆、以及后右阻挡杆由透明材料制成。优选地，还包括连接所述铁架台的光衰减眼镜。本实用新型提供的演示装置可以通过定位杆精确确定单摆的起始位置，能够广泛应用于物理教学中。
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显图1示出根据本实用新型的第一实施例的，视觉暂留演示装置的结构示意图；图2示出根据本实用新型的第一实施例的，视觉暂留演示装置中的所述单摆位于起始位置时的结构示意图；图3示出根据本实用新型的第二实施例的，视觉暂留演示装置的结构示意图。
具体实施方式
图1示出根据本实用新型的第一实施例的，视觉暂留演示装置的结构示意图，具体地，在本实施例中，所述演示装置包括铁架台3、悬挂在铁架台上的单摆5，还包括设置在所述铁架台上的前阻挡装置、以及后阻挡装置，其中，当所述单摆静止时，所述前阻挡装置与后阻挡装置分别位于所述单摆的前后两侧，并且所述前阻挡装置与后阻挡装置之间留有供所述单摆摆动的间隙。优选地，所述前阻挡装置与后阻挡装置之间留有供所述单摆在一特定平面内摆动的间隙，所述间隙略大于所述单摆摆球的直径，这样，所述前阻挡装置以及后阻挡装置使得所述单摆5仅可以在一特定平面内摆动。更为具体地，所述前阻挡装置优选地包括竖直设置的前排阻挡杆，所述后阻挡装置优选地包括竖直设置的后排阻挡杆，进一步优选地，所述前排阻挡杆包括前左阻挡杆63 以及前右阻挡杆64，所述后排阻挡杆包括后左阻挡杆61以及后右阻挡杆62。其中，所述前左阻挡杆63与前右阻挡杆64之间连接有水平设置的前阻挡绳12，所述后左阻挡杆61与后右阻挡杆62之间连接有水平设置的后阻挡绳11。进一步具体地，在演示所述演示装置时，用户从图1中箭头所示的方向观察所述演示装置，因此在本实施例中，将所述铁架台3离用户较近的一侧称为前侧，将所述铁架台 3离用户较远的一侧称为后侧。所述铁架台3包括底座31，在所述底座31的后侧一端竖直设置有立柱32，所述立柱32的顶端在水平方向上延伸出一悬臂33，在所述悬臂33上设置有所述单摆5。其中，所述单摆5的摆球通过摆线4悬挂在所述悬臂33的下方，当所述单摆5静止时，所述单摆5的摆球位于所述间隙内，所述间隙是通过由所述前左阻挡杆63以及前右阻挡杆64构成的前排阻挡杆与由所述后左阻挡杆61以及后右阻挡杆62构成的后排阻挡杆形成的，本领域技术人员理解，当所述间隙略大于所述单摆5的摆球的直径时，所述单摆5被限制在只能在一特定的平面内摆动。若所述单摆5不在所述特定平面内，则此时所述单摆5会因前、后侧所述前阻挡绳以及后阻挡绳的阻挡而静止。也就是说，若所述单摆5在正常摆动，则说明所述单摆5是在所述特定平面内运动。优选地，所述前左阻挡杆63、前右阻挡杆64、后左阻挡杆61、以及后右阻挡杆62由透明材料制成，这样便于连续观察所述单摆5。优选地，所述演示装置还包括连接所述铁架台3的光衰减眼镜，例如，所述光衰减眼镜可以通过细线连接所述铁架台3。在一个优选例中，所述演示装置还包括连接所述铁架台3的定位杆2，其中，所述定位杆2在前、后方向上位于所述前阻挡装置与后阻挡装置之间。本领域技术人员理解，在演示所述演示装置时，首先需要将所述单摆5的摆球拉起至一定高度然后释放，考虑到在优选的实施方式中所述间隙略大于所述单摆5的摆球的直径，因此仅靠用户的肉眼与直觉很难保证在释放所述单摆5后其仅在所述间隙内摆动。而通过所述定位杆2可以确保所述单摆5仅在所述特定平面内运动，具体地，如图 2所示，图2示出根据本实用新型的第一实施例的，视觉暂留演示装置中的所述单摆位于起始位置时的结构示意图，其中，所述定位杆2远离所述铁架台3的一端向竖直向上方向延伸出定位立杆21，通过将所述单摆5的摆球抵压在所述定位立杆21的上端便可以确定所述单摆5的起始位置，然后释放所述单摆5使其在所述特定平面内摆动。进一步优选地，所述定位杆2非连接所述铁架台3的一端设置有半球形凹槽，其中，所述凹槽凹面的形状与所述单摆5摆球的形状相匹配，这样，通过将所述单摆5的摆球抵压在所述半球形凹槽内可以更精确地确定所述单摆5的起始位置。图3示出根据本实用新型的第二实施例的，视觉暂留演示装置的结构示意图。具体地，在本实施例中，所述演示装置包括铁架台3、悬挂在铁架台上的单摆5，还包括设置在所述铁架台上的前阻挡装置、以及后阻挡装置，其中，当所述单摆静止时，所述前阻挡装置与后阻挡装置分别位于所述单摆的前后两侧，并且所述前阻挡装置与后阻挡装置之间留有供所述单摆摆动的间隙。优选地，所述前阻挡装置与后阻挡装置之间留有供所述单摆在一特定平面内摆动的间隙，所述间隙略大于所述单摆摆球的直径，这样，所述前阻挡装置以及后阻挡装置使得所述单摆5仅可以在一特定平面内摆动。更为具体地，所述前阻挡装置包括前玻璃板65，所述后阻挡装置包括后玻璃板 66，其中，所述前玻璃板65平行与所述后玻璃板66。其中，所述前玻璃板65与所述后玻璃板66之间形成了具有一定厚度的空间。使得所述单摆5仅可以在该空间内摆动。而通过透明的玻璃板可以连续观察到所述单摆5。以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改， 这并不影响本实用新型的实质内容。
权利要求1.一种视觉暂留演示装置，包括铁架台、悬挂在铁架台上的单摆，其特征在于，还包括设置在所述铁架台上的前阻挡装置、以及后阻挡装置，其中，当所述单摆静止时，所述前阻挡装置与后阻挡装置分别位于所述单摆的前后两侧，并且所述前阻挡装置与后阻挡装置之间留有供所述单摆摆动的间隙。
2.根据权利要求1所述的演示装置，其特征在于，所述前阻挡装置与后阻挡装置之间留有供所述单摆摆动的间隙，所述间隙略大于所述单摆摆球的直径。
3.根据权利要求2所述的演示装置，其特征在于，还包括连接所述铁架台的定位杆，其中，所述定位杆在前、后方向上位于所述前阻挡装置与后阻挡装置之间。
4.根据权利要求3所述的演示装置，其特征在于，所述定位杆非连接所述铁架台的一端设置有半球形凹槽。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的演示装置，其特征在于，所述前阻挡装置包括前玻璃板，所述后阻挡装置包括后玻璃板，其中，所述前玻璃板平行与所述后玻璃板。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的演示装置，其特征在于，所述前阻挡装置包括竖直设置的前排阻挡杆，所述后阻挡装置包括竖直设置的后排阻挡杆。
7.根据权利要求6所述的演示装置，其特征在于，所述前排阻挡杆包括前左阻挡杆以及前右阻挡杆，所述后排阻挡杆包括后左阻挡杆以及后右阻挡杆。
8.根据权利要求7所述的演示装置，其特征在于，所述前左阻挡杆与前右阻挡杆之间连接有水平设置的前阻挡绳，所述后左阻挡杆与后右阻挡杆之间连接有水平设置的后阻挡绳。
9.根据权利要求8所述的演示装置，其特征在于，所述前左阻挡杆、前右阻挡杆、后左阻挡杆、以及后右阻挡杆由透明材料制成。
10.根据权利要求1、2、3、4、7、8或9所述的演示装置，其特征在于，还包括连接所述铁架台的光衰减眼镜。
专利摘要本实用新型提供视觉暂留演示装置，包括铁架台、悬挂在铁架台上的单摆，还包括设置在所述铁架台上的前阻挡装置、以及后阻挡装置，其中，当所述单摆静止时，所述前阻挡装置与后阻挡装置分别位于所述单摆的前后两侧，并且所述前阻挡装置与后阻挡装置之间留有供所述单摆摆动的间隙。根据本实用新型提供的演示装置可以通过定位杆精确确定单摆的起始位置，能够广泛应用于物理教学中。
文档编号G09B23/06GK201955962SQ20102069177
公开日2011年8月31日 申请日期2010年12月27日 优先权日2010年12月27日
发明者归鼎 申请人:上海市莘格高级中学
技术领域：
本实用新型涉及物理教具，尤其是光学原理演示装置，具体地，涉及视觉暂留演示装置。
背景技术：
人之所以能够看到立体的景物，是因为双眼可以各自独立看景物。两眼有间距，造成左眼与右眼图像的差异称为视差，人类的大脑很巧妙地将两眼的图像合成，在大脑中产生有空间感的视觉效果。由于人类眼睛的视差错觉，当使用一面是墨镜，一面是平镜的眼睛观察一个在平面上摆动的单摆时，会感觉其出现了椭圆形的运动轨迹。这便是普氏摆，用肉眼可以看到摆动的小球做的是同一平面的单摆运动。当你用光衰减镜看到单摆的运动轨迹变成了椭圆形。如果把光衰减镜翻转180度可以看到运动轨迹又发生了改变。这个现象是德国的物理学家Pulfrich在1922年最先发现的。在实验时，先将摆球拉离平衡位置，摆球将做单摆运动，戴上光衰减镜的眼镜(一边为光衰减镜片，一边不是光衰减镜片)，将看到铁球做圆锥摆运动，这就视觉暂留的体现。 其原理是，在这个实验中所用的光衰减镜引起光强的减弱和光程的变化，使分别进入两只眼睛的物光产生光程差，从而感觉出物体的立体感。为了更好地演示这一物理现象，可以通过设置静止的参照物使得单摆的运动轨迹更为直观，但目前在现有技术中还没有很好的物理教具来演示普氏摆的这一现象。
实用新型内容针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种视觉暂留演示装置。根据本实用新型的一个方面，提供视觉暂留演示装置，包括铁架台、悬挂在铁架台上的单摆，其特征在于，还包括设置在所述铁架台上的前阻挡装置、以及后阻挡装置，其中， 当所述单摆静止时，所述前阻挡装置与后阻挡装置分别位于所述单摆的前后两侧，并且所述前阻挡装置与后阻挡装置之间留有供所述单摆摆动的间隙。优选地，所述悬臂杆在其中部处连接所述转轴，所述前阻挡装置与后阻挡装置之间留有供所述单摆摆动的间隙，所述间隙略大于所述单摆摆球的直径。优选地，还包括连接所述铁架台的定位杆，其中，所述定位杆在前、后方向上位于所述前阻挡装置与后阻挡装置之间。优选地，所述定位杆非连接所述铁架台的一端设置有半球形凹槽。 优选地，所述前阻挡装置包括前玻璃板，所述后阻挡装置包括后玻璃板，其中，所述前玻璃板平行与所述后玻璃板。优选地，所述前阻挡装置包括竖直设置的前排阻挡杆，所述后阻挡装置包括竖直设置的后排阻挡杆。优选地，所述前排阻挡杆包括前左阻挡杆以及前右阻挡杆，所述后排阻挡杆包括后左阻挡杆以及后右阻挡杆。优选地，所述前左阻挡杆与前右阻挡杆之间连接有水平设置的前阻挡绳，所述后左阻挡杆与后右阻挡杆之间连接有水平设置的后阻挡绳。优选地，所述前左阻挡杆、前右阻挡杆、后左阻挡杆、以及后右阻挡杆由透明材料制成。优选地，还包括连接所述铁架台的光衰减眼镜。本实用新型提供的演示装置可以通过定位杆精确确定单摆的起始位置，能够广泛应用于物理教学中。
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显图1示出根据本实用新型的第一实施例的，视觉暂留演示装置的结构示意图；图2示出根据本实用新型的第一实施例的，视觉暂留演示装置中的所述单摆位于起始位置时的结构示意图；图3示出根据本实用新型的第二实施例的，视觉暂留演示装置的结构示意图。
具体实施方式
图1示出根据本实用新型的第一实施例的，视觉暂留演示装置的结构示意图，具体地，在本实施例中，所述演示装置包括铁架台3、悬挂在铁架台上的单摆5，还包括设置在所述铁架台上的前阻挡装置、以及后阻挡装置，其中，当所述单摆静止时，所述前阻挡装置与后阻挡装置分别位于所述单摆的前后两侧，并且所述前阻挡装置与后阻挡装置之间留有供所述单摆摆动的间隙。优选地，所述前阻挡装置与后阻挡装置之间留有供所述单摆在一特定平面内摆动的间隙，所述间隙略大于所述单摆摆球的直径，这样，所述前阻挡装置以及后阻挡装置使得所述单摆5仅可以在一特定平面内摆动。更为具体地，所述前阻挡装置优选地包括竖直设置的前排阻挡杆，所述后阻挡装置优选地包括竖直设置的后排阻挡杆，进一步优选地，所述前排阻挡杆包括前左阻挡杆63 以及前右阻挡杆64，所述后排阻挡杆包括后左阻挡杆61以及后右阻挡杆62。其中，所述前左阻挡杆63与前右阻挡杆64之间连接有水平设置的前阻挡绳12，所述后左阻挡杆61与后右阻挡杆62之间连接有水平设置的后阻挡绳11。进一步具体地，在演示所述演示装置时，用户从图1中箭头所示的方向观察所述演示装置，因此在本实施例中，将所述铁架台3离用户较近的一侧称为前侧，将所述铁架台 3离用户较远的一侧称为后侧。所述铁架台3包括底座31，在所述底座31的后侧一端竖直设置有立柱32，所述立柱32的顶端在水平方向上延伸出一悬臂33，在所述悬臂33上设置有所述单摆5。其中，所述单摆5的摆球通过摆线4悬挂在所述悬臂33的下方，当所述单摆5静止时，所述单摆5的摆球位于所述间隙内，所述间隙是通过由所述前左阻挡杆63以及前右阻挡杆64构成的前排阻挡杆与由所述后左阻挡杆61以及后右阻挡杆62构成的后排阻挡杆形成的，本领域技术人员理解，当所述间隙略大于所述单摆5的摆球的直径时，所述单摆5被限制在只能在一特定的平面内摆动。若所述单摆5不在所述特定平面内，则此时所述单摆5会因前、后侧所述前阻挡绳以及后阻挡绳的阻挡而静止。也就是说，若所述单摆5在正常摆动，则说明所述单摆5是在所述特定平面内运动。优选地，所述前左阻挡杆63、前右阻挡杆64、后左阻挡杆61、以及后右阻挡杆62由透明材料制成，这样便于连续观察所述单摆5。优选地，所述演示装置还包括连接所述铁架台3的光衰减眼镜，例如，所述光衰减眼镜可以通过细线连接所述铁架台3。在一个优选例中，所述演示装置还包括连接所述铁架台3的定位杆2，其中，所述定位杆2在前、后方向上位于所述前阻挡装置与后阻挡装置之间。本领域技术人员理解，在演示所述演示装置时，首先需要将所述单摆5的摆球拉起至一定高度然后释放，考虑到在优选的实施方式中所述间隙略大于所述单摆5的摆球的直径，因此仅靠用户的肉眼与直觉很难保证在释放所述单摆5后其仅在所述间隙内摆动。而通过所述定位杆2可以确保所述单摆5仅在所述特定平面内运动，具体地，如图 2所示，图2示出根据本实用新型的第一实施例的，视觉暂留演示装置中的所述单摆位于起始位置时的结构示意图，其中，所述定位杆2远离所述铁架台3的一端向竖直向上方向延伸出定位立杆21，通过将所述单摆5的摆球抵压在所述定位立杆21的上端便可以确定所述单摆5的起始位置，然后释放所述单摆5使其在所述特定平面内摆动。进一步优选地，所述定位杆2非连接所述铁架台3的一端设置有半球形凹槽，其中，所述凹槽凹面的形状与所述单摆5摆球的形状相匹配，这样，通过将所述单摆5的摆球抵压在所述半球形凹槽内可以更精确地确定所述单摆5的起始位置。图3示出根据本实用新型的第二实施例的，视觉暂留演示装置的结构示意图。具体地，在本实施例中，所述演示装置包括铁架台3、悬挂在铁架台上的单摆5，还包括设置在所述铁架台上的前阻挡装置、以及后阻挡装置，其中，当所述单摆静止时，所述前阻挡装置与后阻挡装置分别位于所述单摆的前后两侧，并且所述前阻挡装置与后阻挡装置之间留有供所述单摆摆动的间隙。优选地，所述前阻挡装置与后阻挡装置之间留有供所述单摆在一特定平面内摆动的间隙，所述间隙略大于所述单摆摆球的直径，这样，所述前阻挡装置以及后阻挡装置使得所述单摆5仅可以在一特定平面内摆动。更为具体地，所述前阻挡装置包括前玻璃板65，所述后阻挡装置包括后玻璃板 66，其中，所述前玻璃板65平行与所述后玻璃板66。其中，所述前玻璃板65与所述后玻璃板66之间形成了具有一定厚度的空间。使得所述单摆5仅可以在该空间内摆动。而通过透明的玻璃板可以连续观察到所述单摆5。以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改， 这并不影响本实用新型的实质内容。
权利要求1.一种视觉暂留演示装置，包括铁架台、悬挂在铁架台上的单摆，其特征在于，还包括设置在所述铁架台上的前阻挡装置、以及后阻挡装置，其中，当所述单摆静止时，所述前阻挡装置与后阻挡装置分别位于所述单摆的前后两侧，并且所述前阻挡装置与后阻挡装置之间留有供所述单摆摆动的间隙。
2.根据权利要求1所述的演示装置，其特征在于，所述前阻挡装置与后阻挡装置之间留有供所述单摆摆动的间隙，所述间隙略大于所述单摆摆球的直径。
3.根据权利要求2所述的演示装置，其特征在于，还包括连接所述铁架台的定位杆，其中，所述定位杆在前、后方向上位于所述前阻挡装置与后阻挡装置之间。
4.根据权利要求3所述的演示装置，其特征在于，所述定位杆非连接所述铁架台的一端设置有半球形凹槽。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的演示装置，其特征在于，所述前阻挡装置包括前玻璃板，所述后阻挡装置包括后玻璃板，其中，所述前玻璃板平行与所述后玻璃板。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的演示装置，其特征在于，所述前阻挡装置包括竖直设置的前排阻挡杆，所述后阻挡装置包括竖直设置的后排阻挡杆。
7.根据权利要求6所述的演示装置，其特征在于，所述前排阻挡杆包括前左阻挡杆以及前右阻挡杆，所述后排阻挡杆包括后左阻挡杆以及后右阻挡杆。
8.根据权利要求7所述的演示装置，其特征在于，所述前左阻挡杆与前右阻挡杆之间连接有水平设置的前阻挡绳，所述后左阻挡杆与后右阻挡杆之间连接有水平设置的后阻挡绳。
9.根据权利要求8所述的演示装置，其特征在于，所述前左阻挡杆、前右阻挡杆、后左阻挡杆、以及后右阻挡杆由透明材料制成。
10.根据权利要求1、2、3、4、7、8或9所述的演示装置，其特征在于，还包括连接所述铁架台的光衰减眼镜。
专利摘要本实用新型提供视觉暂留演示装置，包括铁架台、悬挂在铁架台上的单摆，还包括设置在所述铁架台上的前阻挡装置、以及后阻挡装置，其中，当所述单摆静止时，所述前阻挡装置与后阻挡装置分别位于所述单摆的前后两侧，并且所述前阻挡装置与后阻挡装置之间留有供所述单摆摆动的间隙。根据本实用新型提供的演示装置可以通过定位杆精确确定单摆的起始位置，能够广泛应用于物理教学中。
文档编号G09B23/06GK201955962SQ20102069177
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