[实用新型]学生实验用可变焦水透镜

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种教学用具，具体是一种可变焦水透镜，可以用于普通光具座上，模拟人眼观察远近物体的成像原理并进行近视眼和远视眼的模拟及矫正。

背景技术

物理实验是物理课程必不可少的重要学习手段之一。在当前的初中物理课程中，有关于人眼的成像原理以及视力的矫正的课程内容，由于条件的限制(目前中学物理光学实验配备的器材都是固定焦距的透镜)无法模拟人眼晶状体变焦调节的作用，教材设计的视力矫正也是用普通透镜代替人眼，配上远视和近视眼镜间接分析视力缺陷及视力矫正原理，使用起来既不直观也不方便。

发明内容

为解决上述问题，本实用新型目的在于提供一种学生实验可用的可变焦水透镜，该透镜可配合普通中学物理实验工具——光具座及其配件共同使用。

本实用新型适用于中学物理教学实验。通过水透镜内注水量的调节可实现凸透镜和凹透镜的基本功能。成像清晰，可以模拟人眼晶状体的调节功能，有助于分析人眼成像原理；还可以进行视力缺陷的模拟及视力的矫正。

本实用新型主要包括：焦距可调的水透镜，金属紧箍套环，通过橡皮管与水透镜相连的普通注射器组成。

所述的水透镜由直径为40mm、长度为18-20mm的中空管状体作为内腔，两端封装有透明弹性材料制成的薄膜，管状体顶部开设有注水口与可拆卸连接件相对设置，直径为5mm的塑料管为接连套管将橡皮管与注水口相连，橡皮管的另一端与所述注射器的出水口连通。

沿所述的管状体的管套外围设置有金属紧箍套环。该金属紧箍套环与所述管套之间设置有黑色弹性胶垫，主要有以下作用：①固定和防滑(注水口处的弹性胶垫同样有5mm直径的孔)；②吸收多余光线，成像更清晰，与虹膜的作用类似；所述金属紧箍套环上设置有用于安装在光具座的移动件上的可拆卸连接件。

本实用新型提供的水透镜在教学时，可以利用注射器改变管状体中水量的多少，从而改变水透镜的焦距，模拟人眼晶状体调节成像的过程；还可以在普通光具座上前后移动，方便模拟近视和远视时清晰像的位置。

附图说明

图1为本实用新型的正视图。

图2为本实用新型的侧视图。

图3为本实用新型注水后模拟晶状体变凸时的侧视图。

图4为本实用新型配合普通中学实验器材——光具座使用的结构示意图，可用于模拟人眼看远近不同位置景物时晶状体的调节功能。

图5为应用本实用新型模拟近视及远视情况，进行成因分析，结合不同度数的眼镜进行视力矫正演示的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的装配结构以及所提供的各项功能的具体实施方式进行详细说明。

如图1所示，本实用新型提供的水透镜仪器主要包括：两端封闭的中空管状体(1)、金属紧箍套环(2)、金属紧箍套环(2)与所述管套之间设置有弹性胶垫(3)、用于安装在光具座的移动件上的可拆卸连接件(4)、橡皮管(5)、注射器(6)。所述管状体(1)的两端封装有透明弹性材料制成的薄膜，所述管状体(1)的顶部开设有注水口，所述橡皮管(5)的一端通过所述注水口与所述管状体(1)的内腔连通，所述橡皮管(5)的另一端与所述注射器(6)的出水口连通。通过注射器(6)可向管状体(1)内注水和抽水改变水透镜的凸凹程度使之实现凹透镜和凸透镜的功能，如图2和图3操作。

本实用新型提供的水透镜可以结合普通中学基本实验器材——光具座共同使用，模拟人眼晶状体的调节作用。装配方法如图4：水透镜可装在光具座的移动滑块上模拟晶状体；光屏模拟视网膜；烛焰为人眼观察的景物。固定水透镜和光屏位置模拟人眼的固定结构，移动烛焰位置，当景物距离改变时，通过注射器(6)调节管状体水量改变晶状体的凸度从而使光屏上呈现清晰的像。可以发现观察近处景物需要适当注水，水透镜变凸(晶状体凸度变大)从而使视网膜上呈清晰的像；观察远处景物需要适当抽水，水透镜凸度变小从而而使视网膜上呈清晰的像。本实用新型提供的器材使学生探究人眼成像原理显得直观、清晰。

本实用新型提供的水透镜还可以用于视力缺陷的模拟及视力矫正的演示，实验装配如图5所示。先根据上述提供的模拟人眼成像原理的操作调节正常人眼位置。通过注射器(6)向管状体(1)的内腔内适当注水模拟近视眼晶状体状态，可用一张白纸在光屏位置前后移动找到清晰的像在前方，可说明近视眼成像在视网膜前，选择适当的眼镜配戴使光屏(视网膜)上能呈清晰的像从而模拟视力的矫正并让学生理解眼镜的光学作用。同理通过注射器(6)向管状体(1)内适当抽水可模拟远视眼的成像及矫正。水量改变的不同可模拟近视和远视程度的不同，相应矫正的眼镜度数也不同。