[发明专利]环境介质对透镜聚散光特性影响的演示装置与演示方法

说明书

一种环境介质对透镜聚散光特性影响的演示装置，底座上依次设置有左半导体激光器组件、长方体水槽、右半导体激光器组件，水槽的一长侧壁板和两个宽侧壁板均为透明板，水槽内长侧壁板的中部设置有与长侧壁板垂直的遮光板，遮光板将水槽分割成第一水槽和第二水槽，遮光板与水槽底面之间留有间隙使第一水槽和第二水槽相连通，第一水槽内设置有凹透镜组件，第二水槽内设置有凸透镜组件，凹透镜组件和凸透镜组件的中心线重合。本发明具有结构简单，操作方便、造价低廉，演示内容多、演示效果好的优点，可用于课堂演示和实验室演示，也可作为科技馆面向社会公众的科普演示仪器。

技术领域

本发明属于光学技术领域，具体涉及到一种环境介质对透镜聚散光特性影响的演示装置与演示方法。

背景技术

透镜是中小学生接触的第一个光学器件，也是现代光电科技中必不可少的最重要的器件之一。但学生对透镜的认识，往往是透镜在空气介质中的光学性质。因此，普遍知道的是光学玻璃凸透镜具有会聚光线的特性，故成为会聚透镜；光学玻璃凹透镜则具有发散光线的特性，故成为发散透镜。而事实上，透镜会聚或发散特性不仅取决于透镜的材料、形状，同时还与透镜所处的环境介质折射率有关。我们一般所说的透镜会聚或发散特性，都是透镜材料折射率大于所处环境介质折射率时的情景。而当透镜材料折射率小于所处环境介质折射率时，凸透镜则成了发散透镜，凹透镜成了会聚透镜；当透镜折射率与所处环境介质折射率相同时，透镜的会聚或发散特性消失。如果能全面准确的演示透镜的上述性质，对深化关于学生透镜聚散光原理的理解和应用，具有非常重要的意义。但未见到相关的演示实验仪器。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种设计合理、操作方便、提高学生兴趣、能全面准确的演示透镜性质的环境介质对透镜聚散光特性影响的演示装置。

解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种环境介质对透镜聚散光特性影响的演示装置，底座上依次设置有左半导体激光器组件、长方体水槽、右半导体激光器组件，水槽的一长侧壁板和两个宽侧壁板均为透明板，水槽内长侧壁板的中部设置有与长侧壁板垂直的遮光板，遮光板将水槽分割成第一水槽和第二水槽，遮光板与水槽底面之间留有间隙使第一水槽和第二水槽相连通，第一水槽内设置有凹透镜组件，第二水槽内设置有凸透镜组件，凹透镜组件和凸透镜组件均与长方体水槽的两长侧壁垂直。

作为一种优选的技术方案，所述的左半导体激光器组件为左支架上竖直方向设置有第一半导体激光器和第二半导体激光器，第一半导体激光器的中心线和第二半导体激光器的中心线与凹透镜组件中心线之间的距离相等；所述的右半导体激光器组件为右支架上竖直方向设置有第三半导体激光器和第四半导体激光器，第三半导体激光器的中心线和第四半导体激光器的中心线与凸透镜组件的中心线之间的距离相等。

作为一种优选的技术方案，所述的凹透镜组件为弧背相对的第一弧形透明板和第二弧形透明板之间设置有相互平行的第一透明隔板和第二透明隔板，第一弧形透明板与第二弧形透明板的轴线位于长方体水槽的水平中心面上，第一透明隔板和第二透明隔板将第一弧形透明板和第二弧形透明板之间的腔体分割成三个容积相等的腔体；所述的凸透镜组件为开口相对的第三弧形透明板和第四弧形透明板之间设置有相互平行的第三透明隔板和第四透明隔板，第三弧形透明板与第四弧形透明板的轴线与第一弧形透明板的轴线位于同一水平面上，第三透明隔板和第四透明隔板将第三弧形透明板和第四弧形透明板之间的腔体分割成三个容积相等的腔体。

作为一种优选的技术方案，所述的第一弧形透明板和第二弧形透明板以及第三弧形透明板和第四弧形透明板结构相同。

作为一种优选的技术方案，所述的第一弧形透明板的圆弧半径为10～30cm、圆弧所对的圆心角为60～120°。

作为一种优选的技术方案，所述的第一弧形透明板和第二弧形透明板的弧背相距最近处的距离为1cm，所述的第三弧形透明板与第四弧形透明板的上端之间的距离为1cm、下端之间的距离为1cm。