[实用新型]一种蝴蝶杯原理实验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种实验装置，尤其涉及一种蝴蝶杯原理实验装置。

背景技术

蝴蝶杯是中国古代发明的一种特殊酒杯，它在不盛酒时与普通杯无异，一旦装满酒，会看到杯底，有蝴蝶起舞，传说中的这种蝴蝶杯非常奇特，只要斟酒入杯，就可以看到林中有一只蝴蝶翩翩起舞；将酒倒去，蝴蝶也不见了。本发明用直桶状上下有口的玻璃容器，把一个凸面打毛的凸透镜，安装在玻璃容器某个位置上，采用磨砂玻璃恢复图像特性和复合透镜原理，在不盛水时，从上面不能看到杯下书内字画，只要向杯内灌水，就立刻看到杯下书中字画，是一种有趣的光学教学具，可以通过学生自己放置任意图片自己进行观察实验，增加了学习的趣味性。

传说中的“蝴蝶杯”作为爱情信物在民间流传，作为稀世之宝被官吏收藏，但许多人在现实生活中并没有见过。1979年，“蝴蝶杯”在侯马市郊区崖口村的一村民家被发现，轰动全国。

蝴蝶杯已于70年代末在山西省侯马市被复制成功，在侯马502厂工作的周尚明对“蝴蝶杯”产生了浓厚兴趣，创建了尚明陶 瓷研究所，他足迹踏遍西安、唐山、广州、景德镇等地，还在唐山住了1年，耗资10万元才烧制出陶瓷“蝴蝶杯”，后来又经过上万次的试验，解决了“蝴蝶杯”陶瓷工艺的难题，酒杯晶莹剔透，杯满蝶现翩翩起舞，酒干蝶隐静若酣卧的景象再次呈现于世人面前。其原理是这样的：杯子分为上下两部分，上半部分是杯体，杯体底部做成凸透镜形状，安在下半部分的杯脚上。杯脚里以细弹簧(游丝)装上一个彩蝶，只要杯稍受骚扰，彩蝶就能舞动。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种蝴蝶杯原理实验装置，包括杯身，凸透镜，将凸透镜固定放置在杯身内部的任一位置；杯身为圆筒状上下开口的玻璃器皿；凸透镜为凸面打毛；打毛的凸透镜上面可倒入酒精或水。

在使用时，可以把字画或图片套在下口内，如果从上口向下观察，由于凸透镜焦距不在物距观察范围以及凸透镜的凸面漫反射与漫折射，观察者不会发现杯子下的字画和图案。

如果在上口加入酒精或者水后，由于液体将凸毛面填平，同时形成复合透镜，从上向下观察就可以看见字画和图案。

它具有以下原理：

1、放大镜原理：

当手持放大镜观看书中字画时，要移动放大镜到一定距离才能看到清晰的字画，移动放大镜与字画间距离，会使字画模糊甚至消失，这是因为光凸透镜都有一个焦距，只有明视距离与焦距比在一定范 围内才行，当物距扩大超过一定范围后就不行了，如图1所示。

2、复合透镜原理：

白酒与清水也是有折射作用的，在杯底有一个凸透镜，再加入水后，水对杯壁的润湿作用，水面呈下凹形，相当于一枚凹透镜，如图2所示，凹透镜与凸透镜组成一个复合透镜，复合透镜焦距大于凸透镜。同时，水与玻璃之间折射率的差异也小于空气与玻璃之间折射率的差，这进一步增加了复合透镜的焦距，使原先看不清的字画落在复合透镜焦距之内，生成放大的虚像。复合透镜起到了放大镜的作用，所以人眼能清清楚楚地看到放大了字画。

3、磨砂玻璃恢复图像特性：

当通过一块光洁的透明玻璃观看字画时，能清晰看到，但是如果将其一面打毛，形成漫反射与漫折射，这时就不能通过它观察到清晰字画了，但是对其毛面加少许水，由于水分子能将毛面填平，重新恢复图像特性。

本实用新型蝴蝶杯原理实验装置由于采用了上述方案，使之与现有技术相比，具有以下优点和积极的效果：

1、结构简单，成本比较低；

2、可以直接用于演示和实验，观察效果非常明显；

3、可以通过放置任意图片自己进行观察实验，增加了学习的趣味性，改变了复制的蝴蝶杯在杯内放置已有的固定物体观察。

附图说明

图1是放大镜图。

图2是复合透镜图。

图3是磨砂玻璃恢复图像图。

图4(a)是凸透镜焦距不在物距上以及凸透镜漫反射和漫折射图。

图4(b)是加入酒精或水图。

具体实施方式

如图所示一种蝴蝶杯原理实验装置，包括杯身4，凸透镜5，将凸透镜固定放置在杯身内部的任一位置；杯身为圆筒状上下开口的玻璃器皿；凸透镜为凸面打毛；打毛的凸透镜上面可倒入酒精1或水6。

请结合参见图1至图4(b)，它采用的是直桶状上下有口的玻璃容器，并把一个凸透镜的凸面打毛，安装在玻璃容器内某个位置上，使凸透镜离下口距离h有一个定值。

在使用时，可以把字画或图片套在下口内，如果从上口向下观察，由于凸透镜焦距不在物距观察范围以及凸透镜的凸面漫反射与漫折射，观察者不会发现杯子下的字画和图案。