光学综合演示箱的制作方法
光学综合演示箱的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及物理教学实验装置，特别涉及一种中学物理光学部分的教学光学综合演示箱。
【背景技术】
[0002]在中学物理光学教学中，光的折射、反射原理，平面镜成像、凹、凸透镜成像、小孔成像等对学生来说抽象、枯燥、乏味，学生难以深入理解，光学原理是一直是教学中的重点、也是难点，为此，做好光学演示实验对学生掌握光学规律及原理，理解光学光路，尤为重要。现有的中学光学实验器材虽种类繁多，各有特点，但归纳起来，仍存在以下缺陷:1、功能很单一，一种仪器往往只能演示一种光学原理，不能一机多用，2、实验操作繁琐、复杂、极不方便，3、实验现象不清晰、实不稳定，立体感不强，演示效果不理想，给观察者造成一定的干扰或误导，容易造成错误判断，不利于学生理解光学原理，4、体积庞大、零部件多，携带不便。
【实用新型内容】
[0003]为克服现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种具备多种光学原理演示功能，操作和携带都很方便，而且光学实验现象直观、清晰、稳定，演示效果好、能培养学生兴趣，提高教学效果的光学综合演示箱。
[0004]为演示平面镜成像的特点及原理，本实用新型包括一箱体，箱体的前板设有一中空的窗口，所述窗口内侧底部设有沟槽，沟槽内设有可推拉的、覆盖窗口的玻璃板，箱体的左侧板设有可开关的箱门；箱体还包括两个LED小灯泡、玻璃板固定架，箱体的顶板的外表面设有铁皮层，两个LED小灯泡通过其底部设置的小磁体粘合在所述铁皮层上面，箱体顶板的中间位置设有可拆装的玻璃板固定架。
[0005]为演示光沿直线传播、镜面反射和漫反射、凹面镜、凸透镜对光的汇聚作用和凸面镜、凹透镜对光的发散作用，光学综合演示箱，其特征在于:包括一箱体，箱体的前板设有一中空的窗口，所述窗口内侧底部设有沟槽，沟槽内设有可推拉的、覆盖窗口的玻璃板，箱体的左侧板设有可开关的箱门；箱体内还包括第一光学镜件、两个激光灯、发烟装置，第一光学镜件、两个激光灯通过固定装置固定在玻璃板内表面上。
[0006]为既能固定激光灯、第一光学镜件，又能在箱体外灵活移动激光灯、第一光学镜件，所述固定装置由若干子磁头、母磁头组成，第一光学镜件、两个激光灯分别与子磁头连接，通过子磁头、母磁头之间的吸合，母磁头贴合在玻璃板的外表面上，第一光学镜件、两个激光灯分别固定在玻璃板的内表面上，移动各母磁头，第一光学镜件、两个激光灯也随之在玻璃板内表面上移动。
[0007]作为本实用新型的优选方式之一，本实用新型的第一光学镜件是凸面镜、凹面镜、平面镜、漫面镜、凸透镜、凹透镜中任一种。
[0008]为演示光的平面镜折射原理，光学综合演示箱，其特征在于:包括一箱体，箱体的前板设有一中空的窗口，所述窗口内侧底部设有沟槽，沟槽内设有可推拉的、覆盖窗口的玻璃板，箱体的左侧板设有可开关的箱门；箱体内有斜放着一背面设有遮光层的平面镜，平面镜的镜面面向玻璃板放置，且与箱体底面成45度夹角，箱体的顶板开设有一个长条状通孔。
[0009]为演示小孔成像原理，光学综合演示箱，其特征在于:包括一箱体，箱体的前板设有一中空的窗口，所述窗口内侧底部设有沟槽，沟槽内设有可推拉的、覆盖窗口的玻璃板，箱体的左侧板设有可开关的箱门；还包括透光孔、导轨板、硬质纸板、手电筒、刻度尺、支架、光屏，透光孔设置在箱体的后板中间位置；所述光屏竖直设置在箱体内部、透光孔的前方，透光孔后侧的箱体后板上设有导轨板，硬质纸片与导轨板配合，且能沿导轨板横向推动，硬质纸片设有有小孔，手电筒通过所述支架支撑，设置在硬质纸板的后面，手电筒的发光端经所述小孔正对透光孔，所述支架下部与一横向设置的刻度尺固定连接，在箱体的底部设有一用于放置刻度尺的放尺槽。
[0010]为演示凸透镜、凹透镜、水透镜成像原理，光学综合演示箱，其特征在于:包括一箱体，箱体的前板设有一中空的窗口，所述窗口内侧底部设有沟槽，沟槽内设有可推拉的、覆盖窗口的玻璃板，箱体的左侧板设有可开关的箱门；本实用新型还包括透光孔、第二光学镜件、手电筒、刻度尺、支架，透光孔设置在箱体后板的中间位置；第二光学镜件通过定位装置设置在箱体内部、透光孔的正前面，手电筒通过所述支架支撑，手电筒的发光端正对透光孔，所述支架下部与一横向设置的刻度尺固定连接，在箱体的底部设有一用于放置刻度尺的放尺槽。
[0011 ] 作为本实用新型的另一种优选方式，第二光学镜件是凹透镜、凸透镜、水透镜中的任一种。
[0012]在演示凸透镜、凹透镜、水透镜成像原理时，当成像距离在箱体长度范围之内时，为能清楚地看到成像，还包括一光屏，光屏设置在箱体内部、第二光学镜件的前方。
[0013]本实用新型积极效果是:结构简单、一箱多用、功能齐全、操作方便、携带方便，改变了照本宣科的传统教学方式，化抽象难懂为简单有趣，光路清晰、明亮，各种实验现象直观、清晰、稳定、立体感强，演示效果形象、逼真、有趣，学生也可自己动手操作实验，教师和学生之间能产生良好课堂互动，使学生能深入理解会光的直线传播、反射定律及各类透镜对光的反射、折射规律、小孔成像等光学原理，本实用新型能培养学生对光学知识的探索精神和思维能力，显著提高学生学习兴趣，极大的帮助学生理解光学原理，减轻教师的教学压力和劳动强度，提高课堂效率，提升教学效果。本实用新型适用范围广泛，非常适合九年制义务教育学校、职业类院校、技工学校、高校使用，具有很好的推广和应用价值。
【附图说明】
[0014]图1是本实用新型的整体结构示意图(含演示平面镜成像原理示意图)；
[0015]图2是本实用新型的箱门打开后的结构示意图；
[0016]图3是本实用新型演不光的反射、折射不意图；
[0017]图4是图3的左视示意图；
[0018]图5是本实用新型的后视不意图；
[0019]图6是本实用新型的顶板打开的示意图；
[0020]图7是本实用新型的第二光学元件示意图
[0021]图8是本实用新型的水透镜的整体示意图(含注射器等水透镜配件)；
[0022]图9是水透镜的侧面示意图之一；
[0023]图10是水透镜的侧面示意图之二。
【具体实施方式】
[0024]如图1、图2所示，作为本实用新型的实施方式之一，本实用新型包括一箱体6，箱体6的前板7位置设有一中空的窗口 8，所述窗口 8内侧底部设有沟槽25，沟槽25内设有可推拉的、用以覆盖窗口 8的玻璃板1，玻璃板I采用普通透明玻璃板，推拉玻璃板1，玻璃板I可沿沟槽25移动直至抽下玻璃板I，箱体6的左侧板设有可开关的箱门11 ;箱门11内侧左上角位置设有小铁片12，小铁片12对应箱体的内侧左上角位置设有一磁块18，通过小铁片12与磁块18之间的磁性吸合作用，实现箱门11的开关。
[0025]箱体6还包括两个LED小灯泡5、22、玻璃板固定架2，箱体6的顶板4的外表面设有铁皮层21，两个LED小灯泡5、22通过其底部设置的小磁体粘合在所述铁皮层21上面，箱体6顶板4的中间位置设有玻璃板固定架2，玻璃板固定架2通过压片螺栓3与顶板4相连接;
[0026]如图2、图3、图4所示，作为本实用新型的实 施方式之二，本实用新型包括一箱体6，箱体6的前板7设有一中空的窗口 8，所述窗口 8内侧底部设有沟槽25，沟槽25内设有可推拉的、用以覆盖窗口 8的玻璃板1，箱体6的左侧板设有可开关的箱门11 ;箱体6内还包括第一光学镜件27、两个激光灯30、发烟装置26，第一光学镜件27、两个激光灯30通过固定装置固定在玻璃板I内侧面上。发烟装置26是一内装有可燃檀香的发烟盒26。
[0027]所述固定装置由若干子磁头28、母磁头29组成，第一光学镜件27、两个激光灯30分别与子磁头28连接，通过子磁头28、母磁头29之间的吸合，母磁头29贴合在玻璃板I的外表面上，第一光学镜件27、两个激光灯30分别固定在玻璃板I的内表面上，移动各个母磁头29，第一光学镜件27、两个激光灯30也随之分别在玻璃板I内表面上移动，以方便调整反射、折射距离和角度。
[0028]所述第一光学镜件是凸面镜、凹面镜、平面镜、漫面镜、凸透镜、凹透镜中任一种，漫面镜是指能发生漫反射、表面不平的镜子。
[0029]如图2所示，作为本实用新型的实施方式之三，光学综合演示箱，其特征在于:包括一箱体6，箱体6的前板7设有一中空的窗口 8，所述窗口 8内侧底部设有沟槽25，沟槽25内设有可推拉的、覆盖窗口 8的玻璃板1，箱体6的左侧板设有可开关的箱门11 ;箱体6内有斜放着一背面设有遮光层的平面镜24，平面镜24的镜面面向玻璃板I放置，且与箱体6底面成45度夹角，箱体6的顶板4开设有一个长条状通孔23。
[0030]如图1、图5所示，作为本实用新型的实施方式之四，本实用新型包括一箱体6，箱体6的前板7设有一中空的窗口 8，所述窗口 8内侧底部设有沟槽25，沟槽25内设有可推拉的、覆盖窗口 8的玻璃板1，箱体6的左侧板设有可开关的箱门11 ;还包括透光孔19、导轨板31、硬质纸板35、手电筒15、刻度尺13、支架14、光屏9，透光孔19设置在箱体6的后板16中间位置；所述光屏9竖直设置在箱体6内部、透光孔19的前方，透光孔19后侧的箱体6后板16上设有导轨板31，导轨板31是上、下两侧设有V型卷边槽32以嵌入硬质纸板35上、下边的一塑料板，导轨板31粘接在透光孔19外侧的箱子后板16的表面。
[0031]硬质纸片35与导轨板31配合，且能沿导轨板31横向推动，硬质纸板35设有有小孔33、34，支架14采用U形支架14，手电筒15通过所述支架14支撑，设置在硬质纸板35的后面，手电筒15的发光端17经所述三角形小孔33或者是圆形小孔34正对透光孔19,U形支架14的下部与一横向设置的刻度尺13固定连接，在箱体6的底部设有一用于放置刻度尺13的放尺槽10。
[0032]如图1、图7所示，作为本实用新型的实施方式之五，本实用新型包括一箱体6，箱体6的前板7设有一中空的窗口 8，所述窗口 8内侧底部设有沟槽25，沟槽25内设有可推拉的、覆盖窗口 8的玻璃板1，箱体6的左侧板设有可开关的箱门11 ;还包括透光孔19、第二光学镜件37、手电筒15、刻度尺13、支架14，圆形透光孔19设置在箱体6后板16的中间位置。这里的第二光学镜件37是指凹透镜、凸透镜、水透镜中的任一种。
[0033]第二光学镜件37通过定位装置20、36设置在箱体6内部、透光孔19的正前面，第二光学镜件37主体是一圆形镜，具体定位方式是:第二光学镜件37的上部设有磁铁块36，在圆形透光孔19的内侧正上方固定设有一四方形的小铁块20，需要实验时，将磁铁块36直接吸合在小铁块20上，第二光学镜件37就对应设置在透光孔19的正前面，实验结束，将第二光学镜件37直接从铁块20上拔下即可。
[0034]支架14采用U形支架14，手电筒15通过所述U形支架14支撑，手电筒15的发光端17正对透光孔19，所述U形支架14下部与一横向设置的刻度尺13固定连接，在箱体6的底部设有一用于放置刻度尺13的放尺槽10。
[0035]如图8、图9、图10所示，本实用新型的第二光学镜件37之一水透镜41由圆环43、橡皮薄膜42、注射器38、软管39、水嘴40组成，橡皮薄膜42套蒙在圆环43的外部，并与圆环43的边际相连接，在圆环43的外部设有水嘴40，水嘴40贯穿圆环43环壁，水嘴40上端设有小水塞。水嘴40通过软管39与注射器38连通。当注射器38将水打入橡皮薄膜42时，橡皮薄膜42中部凸出，呈凸透镜状，模仿人的近视眼眼球；当注射器38将水从橡皮薄膜42抽出时，橡皮薄膜42中部凹陷，呈凹透镜状，模仿人的远视眼眼球。
[0036]本实用新型的各功能操作过程如下:
[0037]为演示平面镜成像的特点及原理，如图1所示，使用时，将玻璃板I从箱口 6内侧抽出，通过玻璃板固定架2设置在箱体6的顶板4的中间位置，在玻璃板I前面的铁皮层21上面放置一底部粘有磁体的LED小灯泡5，打开该LED小灯泡5的开关，根据平面镜成对称虚象的特点，学生会观察到虚象与LED小灯泡外形是完全对称的，此时，在虚象的位置可放置另一个已打开开关的LED小灯泡22，虚象与该LED小灯泡22重合，学生就可以清晰的测量出两个LED小灯泡5、22到玻璃板I (即镜面)的距离是等距的。
[0038]另外，顶板4可如图6所示，可打开，多角度转动，以方便让全班同学都能各个角落清晰的观察到。
[0039]为演示光沿直线传播、镜面反射和漫反射、凸透镜对光的汇聚作用和凹透镜对光的发散作用，如图3、图4所示，首先将玻璃板I沿沟槽25推动，放置在窗口内侧位置，然后将第一光学镜件27、两个相互平行的激光灯30通过子、母磁体28、29的吸合作用，分别固定在玻璃板I的内表面上，将发烟盒26内的檀香点燃放置在箱体6内，打开两激光灯30开关，再把箱门11闭合，在烟雾的环境下，透过玻璃板1，可清晰的看到激光灯30的光线是沿直线传播的，通过变换不同类型的第一光学镜件，并灵活移动母磁体29，以移动两个激光灯30、第一光学镜件27的位置，使激光线的反射、折射距离或角度达到最佳观察，就可清晰演示光的镜面反射和漫反射、凹面镜、凸透镜对光的汇聚作用和凸面镜、凹透镜对光的发散作用。
[0040]为演示平面镜成像原理，活跃课程气氛，教师可进行“光学魔术”，如图2所示，在箱体6内放置一背面设有遮光层的平面镜24，平面镜24的镜面面向竖向的、透明的玻璃板I放置，且与箱体底面成45度夹角，通过窗口观察，可以看到一个虚构的箱体6内全貌，因为根据平面镜成像原理，平面镜呈现的虚“像”其实是箱体内底面，由于箱子内各侧面、底面颜色、材质无区别，从视觉上看，感觉不到有平面镜的存在，只看到一个“空空”的箱体6，然后，将箱门11闭合，将一卡片或小件物品从长条状通孔23投入箱体6内，卡片或小件物品其实落入了平面镜24与箱体后板16之间空间内，但学生会明明看到有卡片或小件物品投入箱体内，却只看到一个“空空”的箱体，看不到卡片或小件物品，从而极大激发学生的学习兴趣，学生会兴致勃勃地探宄其内在光学原理。
[0041]为演示小孔成像原理，如图1、图5所示，把刻度尺13从放尺槽10中抽出一部分，把U形支架14卡在刻度尺13头段，把手电筒15安装在U形支架14上，抽动硬质纸片35，使设置在硬质纸片35上的小孔33、34任其一对准透光孔19的中心，打开手电筒 15，使手电筒的发光端正对硬质纸片上的三角形小孔33或圆形小孔34，打开箱门11，在箱体6内、透光孔19的前方放置光屏9，关闭箱门11，向前或向后移动刻度尺13，就会在光屏9上清晰的看到手电筒倒立的光源像，该光源像形状与三角形小孔33、圆形小孔34的形状无关，而且，当刻度尺13距离箱体距离大小发生变化时，光源像的大小也随之变化，即小孔成像原理。
[0042]为演示凸透镜、凹透镜、水透镜成像原理，也是我们平时所言的照相机、幻灯片原理及近视眼、远视眼的形成原理。如图1、图7所示，首先，把刻度尺13从箱体6底部的放尺槽10中抽出一部分，把U型支架14卡在刻度尺13头段，把手电筒15安装在U形支架14上，安装上第二光学镜件37，最后再把箱门11闭合，调试完毕，打开手电筒15，移动刻度尺13，调整刻度尺13与箱体6之间距离，相当于调整“物距”，变换不同类型的第二光学镜件37，即凸透镜、凹透镜、水透镜任一种，照前述操作，就可直观看到凸透镜、凹透镜、水透镜成像特点，也是我们平时所言的照相机、幻灯片原理及近视眼、远视眼的形成原理。学生根据刻度尺13的尺寸的数字变化，经教师引导，就可总结出成像特点与物距、相距之间的规律。
[0043]光屏9是否设置视成像距离而定，当成像距离允许时，可在箱体6内、透光孔19的前面设置一光屏9，当成像距离较大时，则不必设置光屏9，手电筒15的光线经透光孔19、第二光学镜件37、玻璃板1、窗口 8射出箱体外，调整整个箱体，相当于调整“相距”，成像显示在墙面上或箱体6外幕布上，学生观察起来清晰完整。本实用新型的所有配件如第一光学镜件27、第二光学镜件37、激光灯30、固定架2、母磁体29、发烟盒26等，都可放置在箱体6内，体积小巧，携带方便。
【主权项】
1.光学综合演不箱，其特征在于:包括一箱体(6)，箱体(6)的前板(7)设有一中空的窗口(8)，所述窗口(8)内侧底部设有沟槽(25)，沟槽(25)内设有可推拉的、覆盖窗口(8)的玻璃板(I)，箱体(6)的左侧板设有可开关的箱门(11);箱体(6)还包括两个LED小灯泡(5、22 )、玻璃板固定架(2 )，箱体(6 )的顶板(4)的外表面设有铁皮层(21)，两个LED小灯泡(5、22)通过其底部设置的小磁体粘合在所述铁皮层(21)上面，箱体(6)顶板(4)的中间位置设有可拆装的玻璃板固定架(2)。2.光学综合演不箱，其特征在于:包括一箱体(6)，箱体(6)的前板(7)设有一中空的窗口(8)，所述窗口(8)内侧底部设有沟槽(25)，沟槽(25)内设有可推拉的、覆盖窗口(8)的玻璃板(1)，箱体(6)的左侧板设有可开关的箱门(11);箱体(6)内还包括第一光学镜件(27)、两个激光灯(30)、发烟装置(26)，第一光学镜件(27)、两个激光灯(30)通过固定装置固定在玻璃板(I)内表面上。3.根据权利要求2所述的光学综合演示箱，其特征在于:所述固定装置由若干子磁头(28)、母磁头(29)组成，第一光学镜件(27)、两个激光灯(30)分别与子磁头(28)连接，通过子磁头(28)、母磁头(29)之间的吸合，母磁头(29)贴合在玻璃板(I)的外表面上，第一光学镜件(27 )、两个激光灯(30 )分别固定在玻璃板(I)的内表面上，移动各母磁头(29 )，第一光学镜件(27)、两个激光灯(30)也随之在玻璃板(I)内表面上移动。4.根据权利要求2或3所述的光学综合演示箱，其特征在于:所述第一光学镜件(27)是凸面镜、凹面镜、平面镜、漫面镜、凸透镜、凹透镜中任一种。5.光学综合演不箱，其特征在于:包括一箱体(6)，箱体(6)的前板(7)设有一中空的窗口(8)，所述窗口(8)内侧底部设有沟槽(25)，沟槽(25)内设有可推拉的、覆盖窗口(8)的玻璃板(O，箱体(6)的左侧板设有可开关的箱门(11);箱体(6)内有斜放着一背面设有遮光层的平面镜(24)，平面镜(24)的镜面面向玻璃板(I)放置，且与箱体(6)底面成45度夹角，箱体(6)的顶板(4)开设有一个长条状通孔(23)。6.光学综合演不箱，其特征在于:包括一箱体(6)，箱体(6)的前板(7)设有一中空的窗口(8)，所述窗口(8)内侧底部设有沟槽(25)，沟槽(25)内设有可推拉的、覆盖窗口(8)的玻璃板(1)，箱体(6)的左侧板设有可开关的箱门(11);还包括透光孔(19)、导轨板(31)、硬质纸板(35)、手电筒(15)、刻度尺(13)、支架(14)、光屏(9)，透光孔(19)设置在箱体(6)的后板(16)中间位置；所述光屏(9)竖直设置在箱体(6)内部、透光孔(19)的前方，透光孔(19)后侧的箱体(6)后板(16)上设有导轨板(31)，硬质纸片(35)与导轨板(31)配合，且能沿导轨板(31)横向推动，硬质纸板(35)设有有小孔(33、34)，手电筒(15)通过所述支架(14)支撑，设置在硬质纸板(35)的后面，手电筒(15)的发光端(17)经所述小孔(33)正对透光孔(19)，所述支架(14)下部与一横向设置的刻度尺(13)固定连接，在箱体(6)的底部设有一用于放置刻度尺(13)的放尺槽(10)。7.光学综合演不箱，其特征在于:包括一箱体(6)，箱体(6)的前板(7)设有一中空的窗口(8)，所述窗口(8)内侧底部设有沟槽(25)，沟槽(25)内设有可推拉的、覆盖窗口(8)的玻璃板(1)，箱体(6)的左侧板设有可开关的箱门(11);还包括透光孔(19)、第二光学镜件(37)、手电筒(15)、刻度尺(13)、支架(14)，透光孔(19)设置在箱体(6)后板(16)的中间位置；第二光学镜件(37)通过定位装置(20、36)设置在箱体(6)内部、透光孔(19)的正前面，手电筒(15)通过所述支架(14)支撑，手电筒(15)的发光端(17)正对透光孔(19)，所述支架(14)下部与一横向设置的刻度尺(13)固定连接，在箱体(6)的底部设有一用于放置刻度尺(13)的放尺槽(10)。8.根据权利要求7所述的光学综合演示箱，其特征在于:第二光学镜件(37)是凹透镜、凸透镜、水透镜中的任一种。9.根据权利要求7所述的光学综合演示箱，其特征在于:还包括一光屏(9)，光屏(9)设置在箱体(6)内部、第二光学镜件(37)的前方。
【专利摘要】本实用新型是一种具有多种光学演示功能的光学综合演示箱，箱体的前板设有一中空的窗口，所述窗口内侧底部设有沟槽，沟槽内设有可推拉的、覆盖窗口的玻璃板，箱体的左侧板设有可开关的箱门；箱体还包括两个LED小灯泡、玻璃板固定架，箱体的顶板的外表面设有铁皮层，两个LED小灯泡通过其底部设置的小磁体粘合在所述铁皮层上面，箱体顶板的中间位置设有可拆装的玻璃板固定架；箱体内还包括第一光学镜件、两个激光灯、发烟装置，第一光学镜件、两个激光灯通过固定装置固定在玻璃板内表面上；还包括透光孔、导轨板、硬质纸板、手电筒、刻度尺、支架、光屏，结构简单、一箱多用、功能齐全、操作、携带方便，化抽象难懂的光学原理为简单有趣。
【IPC分类】G09B23/22
【公开号】CN204650861
【申请号】CN201520285969
【发明人】李超
【申请人】民权县第一初级中学
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年5月6日
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及物理教学实验装置，特别涉及一种中学物理光学部分的教学光学综合演示箱。
【背景技术】
[0002]在中学物理光学教学中，光的折射、反射原理，平面镜成像、凹、凸透镜成像、小孔成像等对学生来说抽象、枯燥、乏味，学生难以深入理解，光学原理是一直是教学中的重点、也是难点，为此，做好光学演示实验对学生掌握光学规律及原理，理解光学光路，尤为重要。现有的中学光学实验器材虽种类繁多，各有特点，但归纳起来，仍存在以下缺陷:1、功能很单一，一种仪器往往只能演示一种光学原理，不能一机多用，2、实验操作繁琐、复杂、极不方便，3、实验现象不清晰、实不稳定，立体感不强，演示效果不理想，给观察者造成一定的干扰或误导，容易造成错误判断，不利于学生理解光学原理，4、体积庞大、零部件多，携带不便。
【实用新型内容】
[0003]为克服现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种具备多种光学原理演示功能，操作和携带都很方便，而且光学实验现象直观、清晰、稳定，演示效果好、能培养学生兴趣，提高教学效果的光学综合演示箱。
[0004]为演示平面镜成像的特点及原理，本实用新型包括一箱体，箱体的前板设有一中空的窗口，所述窗口内侧底部设有沟槽，沟槽内设有可推拉的、覆盖窗口的玻璃板，箱体的左侧板设有可开关的箱门；箱体还包括两个LED小灯泡、玻璃板固定架，箱体的顶板的外表面设有铁皮层，两个LED小灯泡通过其底部设置的小磁体粘合在所述铁皮层上面，箱体顶板的中间位置设有可拆装的玻璃板固定架。
[0005]为演示光沿直线传播、镜面反射和漫反射、凹面镜、凸透镜对光的汇聚作用和凸面镜、凹透镜对光的发散作用，光学综合演示箱，其特征在于:包括一箱体，箱体的前板设有一中空的窗口，所述窗口内侧底部设有沟槽，沟槽内设有可推拉的、覆盖窗口的玻璃板，箱体的左侧板设有可开关的箱门；箱体内还包括第一光学镜件、两个激光灯、发烟装置，第一光学镜件、两个激光灯通过固定装置固定在玻璃板内表面上。
[0006]为既能固定激光灯、第一光学镜件，又能在箱体外灵活移动激光灯、第一光学镜件，所述固定装置由若干子磁头、母磁头组成，第一光学镜件、两个激光灯分别与子磁头连接，通过子磁头、母磁头之间的吸合，母磁头贴合在玻璃板的外表面上，第一光学镜件、两个激光灯分别固定在玻璃板的内表面上，移动各母磁头，第一光学镜件、两个激光灯也随之在玻璃板内表面上移动。
[0007]作为本实用新型的优选方式之一，本实用新型的第一光学镜件是凸面镜、凹面镜、平面镜、漫面镜、凸透镜、凹透镜中任一种。
[0008]为演示光的平面镜折射原理，光学综合演示箱，其特征在于:包括一箱体，箱体的前板设有一中空的窗口，所述窗口内侧底部设有沟槽，沟槽内设有可推拉的、覆盖窗口的玻璃板，箱体的左侧板设有可开关的箱门；箱体内有斜放着一背面设有遮光层的平面镜，平面镜的镜面面向玻璃板放置，且与箱体底面成45度夹角，箱体的顶板开设有一个长条状通孔。
[0009]为演示小孔成像原理，光学综合演示箱，其特征在于:包括一箱体，箱体的前板设有一中空的窗口，所述窗口内侧底部设有沟槽，沟槽内设有可推拉的、覆盖窗口的玻璃板，箱体的左侧板设有可开关的箱门；还包括透光孔、导轨板、硬质纸板、手电筒、刻度尺、支架、光屏，透光孔设置在箱体的后板中间位置；所述光屏竖直设置在箱体内部、透光孔的前方，透光孔后侧的箱体后板上设有导轨板，硬质纸片与导轨板配合，且能沿导轨板横向推动，硬质纸片设有有小孔，手电筒通过所述支架支撑，设置在硬质纸板的后面，手电筒的发光端经所述小孔正对透光孔，所述支架下部与一横向设置的刻度尺固定连接，在箱体的底部设有一用于放置刻度尺的放尺槽。
[0010]为演示凸透镜、凹透镜、水透镜成像原理，光学综合演示箱，其特征在于:包括一箱体，箱体的前板设有一中空的窗口，所述窗口内侧底部设有沟槽，沟槽内设有可推拉的、覆盖窗口的玻璃板，箱体的左侧板设有可开关的箱门；本实用新型还包括透光孔、第二光学镜件、手电筒、刻度尺、支架，透光孔设置在箱体后板的中间位置；第二光学镜件通过定位装置设置在箱体内部、透光孔的正前面，手电筒通过所述支架支撑，手电筒的发光端正对透光孔，所述支架下部与一横向设置的刻度尺固定连接，在箱体的底部设有一用于放置刻度尺的放尺槽。
[0011 ] 作为本实用新型的另一种优选方式，第二光学镜件是凹透镜、凸透镜、水透镜中的任一种。
[0012]在演示凸透镜、凹透镜、水透镜成像原理时，当成像距离在箱体长度范围之内时，为能清楚地看到成像，还包括一光屏，光屏设置在箱体内部、第二光学镜件的前方。
[0013]本实用新型积极效果是:结构简单、一箱多用、功能齐全、操作方便、携带方便，改变了照本宣科的传统教学方式，化抽象难懂为简单有趣，光路清晰、明亮，各种实验现象直观、清晰、稳定、立体感强，演示效果形象、逼真、有趣，学生也可自己动手操作实验，教师和学生之间能产生良好课堂互动，使学生能深入理解会光的直线传播、反射定律及各类透镜对光的反射、折射规律、小孔成像等光学原理，本实用新型能培养学生对光学知识的探索精神和思维能力，显著提高学生学习兴趣，极大的帮助学生理解光学原理，减轻教师的教学压力和劳动强度，提高课堂效率，提升教学效果。本实用新型适用范围广泛，非常适合九年制义务教育学校、职业类院校、技工学校、高校使用，具有很好的推广和应用价值。
【附图说明】
[0014]图1是本实用新型的整体结构示意图(含演示平面镜成像原理示意图)；
[0015]图2是本实用新型的箱门打开后的结构示意图；
[0016]图3是本实用新型演不光的反射、折射不意图；
[0017]图4是图3的左视示意图；
[0018]图5是本实用新型的后视不意图；
[0019]图6是本实用新型的顶板打开的示意图；
[0020]图7是本实用新型的第二光学元件示意图
[0021]图8是本实用新型的水透镜的整体示意图(含注射器等水透镜配件)；
[0022]图9是水透镜的侧面示意图之一；
[0023]图10是水透镜的侧面示意图之二。
【具体实施方式】
[0024]如图1、图2所示，作为本实用新型的实施方式之一，本实用新型包括一箱体6，箱体6的前板7位置设有一中空的窗口 8，所述窗口 8内侧底部设有沟槽25，沟槽25内设有可推拉的、用以覆盖窗口 8的玻璃板1，玻璃板I采用普通透明玻璃板，推拉玻璃板1，玻璃板I可沿沟槽25移动直至抽下玻璃板I，箱体6的左侧板设有可开关的箱门11 ;箱门11内侧左上角位置设有小铁片12，小铁片12对应箱体的内侧左上角位置设有一磁块18，通过小铁片12与磁块18之间的磁性吸合作用，实现箱门11的开关。
[0025]箱体6还包括两个LED小灯泡5、22、玻璃板固定架2，箱体6的顶板4的外表面设有铁皮层21，两个LED小灯泡5、22通过其底部设置的小磁体粘合在所述铁皮层21上面，箱体6顶板4的中间位置设有玻璃板固定架2，玻璃板固定架2通过压片螺栓3与顶板4相连接;
[0026]如图2、图3、图4所示，作为本实用新型的实 施方式之二，本实用新型包括一箱体6，箱体6的前板7设有一中空的窗口 8，所述窗口 8内侧底部设有沟槽25，沟槽25内设有可推拉的、用以覆盖窗口 8的玻璃板1，箱体6的左侧板设有可开关的箱门11 ;箱体6内还包括第一光学镜件27、两个激光灯30、发烟装置26，第一光学镜件27、两个激光灯30通过固定装置固定在玻璃板I内侧面上。发烟装置26是一内装有可燃檀香的发烟盒26。
[0027]所述固定装置由若干子磁头28、母磁头29组成，第一光学镜件27、两个激光灯30分别与子磁头28连接，通过子磁头28、母磁头29之间的吸合，母磁头29贴合在玻璃板I的外表面上，第一光学镜件27、两个激光灯30分别固定在玻璃板I的内表面上，移动各个母磁头29，第一光学镜件27、两个激光灯30也随之分别在玻璃板I内表面上移动，以方便调整反射、折射距离和角度。
[0028]所述第一光学镜件是凸面镜、凹面镜、平面镜、漫面镜、凸透镜、凹透镜中任一种，漫面镜是指能发生漫反射、表面不平的镜子。
[0029]如图2所示，作为本实用新型的实施方式之三，光学综合演示箱，其特征在于:包括一箱体6，箱体6的前板7设有一中空的窗口 8，所述窗口 8内侧底部设有沟槽25，沟槽25内设有可推拉的、覆盖窗口 8的玻璃板1，箱体6的左侧板设有可开关的箱门11 ;箱体6内有斜放着一背面设有遮光层的平面镜24，平面镜24的镜面面向玻璃板I放置，且与箱体6底面成45度夹角，箱体6的顶板4开设有一个长条状通孔23。
[0030]如图1、图5所示，作为本实用新型的实施方式之四，本实用新型包括一箱体6，箱体6的前板7设有一中空的窗口 8，所述窗口 8内侧底部设有沟槽25，沟槽25内设有可推拉的、覆盖窗口 8的玻璃板1，箱体6的左侧板设有可开关的箱门11 ;还包括透光孔19、导轨板31、硬质纸板35、手电筒15、刻度尺13、支架14、光屏9，透光孔19设置在箱体6的后板16中间位置；所述光屏9竖直设置在箱体6内部、透光孔19的前方，透光孔19后侧的箱体6后板16上设有导轨板31，导轨板31是上、下两侧设有V型卷边槽32以嵌入硬质纸板35上、下边的一塑料板，导轨板31粘接在透光孔19外侧的箱子后板16的表面。
[0031]硬质纸片35与导轨板31配合，且能沿导轨板31横向推动，硬质纸板35设有有小孔33、34，支架14采用U形支架14，手电筒15通过所述支架14支撑，设置在硬质纸板35的后面，手电筒15的发光端17经所述三角形小孔33或者是圆形小孔34正对透光孔19,U形支架14的下部与一横向设置的刻度尺13固定连接，在箱体6的底部设有一用于放置刻度尺13的放尺槽10。
[0032]如图1、图7所示，作为本实用新型的实施方式之五，本实用新型包括一箱体6，箱体6的前板7设有一中空的窗口 8，所述窗口 8内侧底部设有沟槽25，沟槽25内设有可推拉的、覆盖窗口 8的玻璃板1，箱体6的左侧板设有可开关的箱门11 ;还包括透光孔19、第二光学镜件37、手电筒15、刻度尺13、支架14，圆形透光孔19设置在箱体6后板16的中间位置。这里的第二光学镜件37是指凹透镜、凸透镜、水透镜中的任一种。
[0033]第二光学镜件37通过定位装置20、36设置在箱体6内部、透光孔19的正前面，第二光学镜件37主体是一圆形镜，具体定位方式是:第二光学镜件37的上部设有磁铁块36，在圆形透光孔19的内侧正上方固定设有一四方形的小铁块20，需要实验时，将磁铁块36直接吸合在小铁块20上，第二光学镜件37就对应设置在透光孔19的正前面，实验结束，将第二光学镜件37直接从铁块20上拔下即可。
[0034]支架14采用U形支架14，手电筒15通过所述U形支架14支撑，手电筒15的发光端17正对透光孔19，所述U形支架14下部与一横向设置的刻度尺13固定连接，在箱体6的底部设有一用于放置刻度尺13的放尺槽10。
[0035]如图8、图9、图10所示，本实用新型的第二光学镜件37之一水透镜41由圆环43、橡皮薄膜42、注射器38、软管39、水嘴40组成，橡皮薄膜42套蒙在圆环43的外部，并与圆环43的边际相连接，在圆环43的外部设有水嘴40，水嘴40贯穿圆环43环壁，水嘴40上端设有小水塞。水嘴40通过软管39与注射器38连通。当注射器38将水打入橡皮薄膜42时，橡皮薄膜42中部凸出，呈凸透镜状，模仿人的近视眼眼球；当注射器38将水从橡皮薄膜42抽出时，橡皮薄膜42中部凹陷，呈凹透镜状，模仿人的远视眼眼球。
[0036]本实用新型的各功能操作过程如下:
[0037]为演示平面镜成像的特点及原理，如图1所示，使用时，将玻璃板I从箱口 6内侧抽出，通过玻璃板固定架2设置在箱体6的顶板4的中间位置，在玻璃板I前面的铁皮层21上面放置一底部粘有磁体的LED小灯泡5，打开该LED小灯泡5的开关，根据平面镜成对称虚象的特点，学生会观察到虚象与LED小灯泡外形是完全对称的，此时，在虚象的位置可放置另一个已打开开关的LED小灯泡22，虚象与该LED小灯泡22重合，学生就可以清晰的测量出两个LED小灯泡5、22到玻璃板I (即镜面)的距离是等距的。
[0038]另外，顶板4可如图6所示，可打开，多角度转动，以方便让全班同学都能各个角落清晰的观察到。
[0039]为演示光沿直线传播、镜面反射和漫反射、凸透镜对光的汇聚作用和凹透镜对光的发散作用，如图3、图4所示，首先将玻璃板I沿沟槽25推动，放置在窗口内侧位置，然后将第一光学镜件27、两个相互平行的激光灯30通过子、母磁体28、29的吸合作用，分别固定在玻璃板I的内表面上，将发烟盒26内的檀香点燃放置在箱体6内，打开两激光灯30开关，再把箱门11闭合，在烟雾的环境下，透过玻璃板1，可清晰的看到激光灯30的光线是沿直线传播的，通过变换不同类型的第一光学镜件，并灵活移动母磁体29，以移动两个激光灯30、第一光学镜件27的位置，使激光线的反射、折射距离或角度达到最佳观察，就可清晰演示光的镜面反射和漫反射、凹面镜、凸透镜对光的汇聚作用和凸面镜、凹透镜对光的发散作用。
[0040]为演示平面镜成像原理，活跃课程气氛，教师可进行“光学魔术”，如图2所示，在箱体6内放置一背面设有遮光层的平面镜24，平面镜24的镜面面向竖向的、透明的玻璃板I放置，且与箱体底面成45度夹角，通过窗口观察，可以看到一个虚构的箱体6内全貌，因为根据平面镜成像原理，平面镜呈现的虚“像”其实是箱体内底面，由于箱子内各侧面、底面颜色、材质无区别，从视觉上看，感觉不到有平面镜的存在，只看到一个“空空”的箱体6，然后，将箱门11闭合，将一卡片或小件物品从长条状通孔23投入箱体6内，卡片或小件物品其实落入了平面镜24与箱体后板16之间空间内，但学生会明明看到有卡片或小件物品投入箱体内，却只看到一个“空空”的箱体，看不到卡片或小件物品，从而极大激发学生的学习兴趣，学生会兴致勃勃地探宄其内在光学原理。
[0041]为演示小孔成像原理，如图1、图5所示，把刻度尺13从放尺槽10中抽出一部分，把U形支架14卡在刻度尺13头段，把手电筒15安装在U形支架14上，抽动硬质纸片35，使设置在硬质纸片35上的小孔33、34任其一对准透光孔19的中心，打开手电筒 15，使手电筒的发光端正对硬质纸片上的三角形小孔33或圆形小孔34，打开箱门11，在箱体6内、透光孔19的前方放置光屏9，关闭箱门11，向前或向后移动刻度尺13，就会在光屏9上清晰的看到手电筒倒立的光源像，该光源像形状与三角形小孔33、圆形小孔34的形状无关，而且，当刻度尺13距离箱体距离大小发生变化时，光源像的大小也随之变化，即小孔成像原理。
[0042]为演示凸透镜、凹透镜、水透镜成像原理，也是我们平时所言的照相机、幻灯片原理及近视眼、远视眼的形成原理。如图1、图7所示，首先，把刻度尺13从箱体6底部的放尺槽10中抽出一部分，把U型支架14卡在刻度尺13头段，把手电筒15安装在U形支架14上，安装上第二光学镜件37，最后再把箱门11闭合，调试完毕，打开手电筒15，移动刻度尺13，调整刻度尺13与箱体6之间距离，相当于调整“物距”，变换不同类型的第二光学镜件37，即凸透镜、凹透镜、水透镜任一种，照前述操作，就可直观看到凸透镜、凹透镜、水透镜成像特点，也是我们平时所言的照相机、幻灯片原理及近视眼、远视眼的形成原理。学生根据刻度尺13的尺寸的数字变化，经教师引导，就可总结出成像特点与物距、相距之间的规律。
[0043]光屏9是否设置视成像距离而定，当成像距离允许时，可在箱体6内、透光孔19的前面设置一光屏9，当成像距离较大时，则不必设置光屏9，手电筒15的光线经透光孔19、第二光学镜件37、玻璃板1、窗口 8射出箱体外，调整整个箱体，相当于调整“相距”，成像显示在墙面上或箱体6外幕布上，学生观察起来清晰完整。本实用新型的所有配件如第一光学镜件27、第二光学镜件37、激光灯30、固定架2、母磁体29、发烟盒26等，都可放置在箱体6内，体积小巧，携带方便。
【主权项】
1.光学综合演不箱，其特征在于:包括一箱体(6)，箱体(6)的前板(7)设有一中空的窗口(8)，所述窗口(8)内侧底部设有沟槽(25)，沟槽(25)内设有可推拉的、覆盖窗口(8)的玻璃板(I)，箱体(6)的左侧板设有可开关的箱门(11);箱体(6)还包括两个LED小灯泡(5、22 )、玻璃板固定架(2 )，箱体(6 )的顶板(4)的外表面设有铁皮层(21)，两个LED小灯泡(5、22)通过其底部设置的小磁体粘合在所述铁皮层(21)上面，箱体(6)顶板(4)的中间位置设有可拆装的玻璃板固定架(2)。2.光学综合演不箱，其特征在于:包括一箱体(6)，箱体(6)的前板(7)设有一中空的窗口(8)，所述窗口(8)内侧底部设有沟槽(25)，沟槽(25)内设有可推拉的、覆盖窗口(8)的玻璃板(1)，箱体(6)的左侧板设有可开关的箱门(11);箱体(6)内还包括第一光学镜件(27)、两个激光灯(30)、发烟装置(26)，第一光学镜件(27)、两个激光灯(30)通过固定装置固定在玻璃板(I)内表面上。3.根据权利要求2所述的光学综合演示箱，其特征在于:所述固定装置由若干子磁头(28)、母磁头(29)组成，第一光学镜件(27)、两个激光灯(30)分别与子磁头(28)连接，通过子磁头(28)、母磁头(29)之间的吸合，母磁头(29)贴合在玻璃板(I)的外表面上，第一光学镜件(27 )、两个激光灯(30 )分别固定在玻璃板(I)的内表面上，移动各母磁头(29 )，第一光学镜件(27)、两个激光灯(30)也随之在玻璃板(I)内表面上移动。4.根据权利要求2或3所述的光学综合演示箱，其特征在于:所述第一光学镜件(27)是凸面镜、凹面镜、平面镜、漫面镜、凸透镜、凹透镜中任一种。5.光学综合演不箱，其特征在于:包括一箱体(6)，箱体(6)的前板(7)设有一中空的窗口(8)，所述窗口(8)内侧底部设有沟槽(25)，沟槽(25)内设有可推拉的、覆盖窗口(8)的玻璃板(O，箱体(6)的左侧板设有可开关的箱门(11);箱体(6)内有斜放着一背面设有遮光层的平面镜(24)，平面镜(24)的镜面面向玻璃板(I)放置，且与箱体(6)底面成45度夹角，箱体(6)的顶板(4)开设有一个长条状通孔(23)。6.光学综合演不箱，其特征在于:包括一箱体(6)，箱体(6)的前板(7)设有一中空的窗口(8)，所述窗口(8)内侧底部设有沟槽(25)，沟槽(25)内设有可推拉的、覆盖窗口(8)的玻璃板(1)，箱体(6)的左侧板设有可开关的箱门(11);还包括透光孔(19)、导轨板(31)、硬质纸板(35)、手电筒(15)、刻度尺(13)、支架(14)、光屏(9)，透光孔(19)设置在箱体(6)的后板(16)中间位置；所述光屏(9)竖直设置在箱体(6)内部、透光孔(19)的前方，透光孔(19)后侧的箱体(6)后板(16)上设有导轨板(31)，硬质纸片(35)与导轨板(31)配合，且能沿导轨板(31)横向推动，硬质纸板(35)设有有小孔(33、34)，手电筒(15)通过所述支架(14)支撑，设置在硬质纸板(35)的后面，手电筒(15)的发光端(17)经所述小孔(33)正对透光孔(19)，所述支架(14)下部与一横向设置的刻度尺(13)固定连接，在箱体(6)的底部设有一用于放置刻度尺(13)的放尺槽(10)。7.光学综合演不箱，其特征在于:包括一箱体(6)，箱体(6)的前板(7)设有一中空的窗口(8)，所述窗口(8)内侧底部设有沟槽(25)，沟槽(25)内设有可推拉的、覆盖窗口(8)的玻璃板(1)，箱体(6)的左侧板设有可开关的箱门(11);还包括透光孔(19)、第二光学镜件(37)、手电筒(15)、刻度尺(13)、支架(14)，透光孔(19)设置在箱体(6)后板(16)的中间位置；第二光学镜件(37)通过定位装置(20、36)设置在箱体(6)内部、透光孔(19)的正前面，手电筒(15)通过所述支架(14)支撑，手电筒(15)的发光端(17)正对透光孔(19)，所述支架(14)下部与一横向设置的刻度尺(13)固定连接，在箱体(6)的底部设有一用于放置刻度尺(13)的放尺槽(10)。8.根据权利要求7所述的光学综合演示箱，其特征在于:第二光学镜件(37)是凹透镜、凸透镜、水透镜中的任一种。9.根据权利要求7所述的光学综合演示箱，其特征在于:还包括一光屏(9)，光屏(9)设置在箱体(6)内部、第二光学镜件(37)的前方。
【专利摘要】本实用新型是一种具有多种光学演示功能的光学综合演示箱，箱体的前板设有一中空的窗口，所述窗口内侧底部设有沟槽，沟槽内设有可推拉的、覆盖窗口的玻璃板，箱体的左侧板设有可开关的箱门；箱体还包括两个LED小灯泡、玻璃板固定架，箱体的顶板的外表面设有铁皮层，两个LED小灯泡通过其底部设置的小磁体粘合在所述铁皮层上面，箱体顶板的中间位置设有可拆装的玻璃板固定架；箱体内还包括第一光学镜件、两个激光灯、发烟装置，第一光学镜件、两个激光灯通过固定装置固定在玻璃板内表面上；还包括透光孔、导轨板、硬质纸板、手电筒、刻度尺、支架、光屏，结构简单、一箱多用、功能齐全、操作、携带方便，化抽象难懂的光学原理为简单有趣。
【IPC分类】G09B23/22
【公开号】CN204650861
【申请号】CN201520285969
【发明人】李超
【申请人】民权县第一初级中学
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年5月6日
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