[实用新型]凸透镜成像规律演示器

说明书

本实用新型涉及一种凸透镜成像规律演示器，属于中学物理几何光学教学仪器。    

目前，在中学物理教学中有关凸透镜成像教学中，在有条件的中学演示物体成像应用激光光学演示仪等实物演示，这种演示受外界光线量度的限制，在操作过程中需要调光屏位置、对焦等，既费时又麻烦，且不具整体性和连续性，影响教学效果，一般乡镇中学则无条件购买这些教学仪器，影响教学质量。CN2141583Y公开了一种透镜成像演示仪，该演示仪结构复杂，直观性差，且无法演示虚像的成像规律。

本实用新型的目的在于克服上述现有技术中的不足之处，而提供一种结构简单，操作方便，能够演示凸透镜全部成像规律且能直接看出成像原理的凸透镜成像规律演示器。

本实用新型的目的是这样实现的：它是按照三条特殊光线中的两条确定像的位置设计面成。它包括面板、模拟凸透镜、平行于主轴的光线条、经过平行于主轴的光线条与模拟凸透镜交点和焦点的光线条、主轴线，在面板上设有物孔、像孔、虚像孔，其像孔的形状大小与物体(物体用物孔表示)的实际成像形状大小相同，虚像孔设置在物孔一侧，孔的形状大小与物体实际所成虚像相同，虚像孔内设有光源，其光源与对应的物孔光源并联。物孔设置在平行于主轴的光线条与主轴线之间，其顶端与平行于主轴的光线条相连，下部与主轴线相连；物孔和像孔内分别装有光源，相对应的物孔和像孔内的光源并联；在每个物孔顶端设有触点，平行于主轴的光线条通过触点；过光心的金属杆通过光心轴活动连接在面板上，触点和代表过光心的光线的金属杆构成电键。当面板上的物孔、像孔和虚像孔做好后，在面板表面覆一层半透明薄膜，并画出模拟凸透镜、平行于主轴的光线条、过平行于主轴的光线条与模拟凸透镜交点和焦点的光线条。

本实用新型的目的还可以通过以下技术措施来达到：面板上的触点用金属钉制成。

本实用新型与现有技术相比具有如下优点：

1、结构简单合理，成本低，一般中学均可购买，亦可自行制作；

2、使用方便，直观性好，能够演示出凸透镜的全部成像规律；

3、能够直观看出凸透镜的成像原理。

附图的图面说明：

附图为本实用新型结构示意图。

图中：平行于主轴的光线条(1)、虚像孔(2)、过平行于主轴的光线条与模拟凸透镜交点和焦点的光线条(3)、半透明薄膜(4)、模拟凸透镜(5)、面板(6)、像孔(7)、金属杆(8)、焦点(9)、光心轴(10)、物孔(11)、主轴线(12)、触点(13)、光源(14)。

下面结合附图及实施例详述本实用新型：

本实用新型的面板(6)为长方形，用五合板制成，首先在面板(6)上开挖代表物的物孔(11)，本实用新型的物孔(11)呈箭头形，然后按凸透镜的成像规律开挖像孔(7)，像孔箭头向下，位于模拟凸透镜(5)的另一侧，并按凸透镜的成像规律在物孔(11)一侧挖出虚像孔(2)，其孔的形状大小按物孔所成虚像开挖，形状同物孔(11)箭头向上。物孔(11)、像孔(7)，虚像孔(2)内分别装有光源(灯泡)(14)、物孔(11)和对应的像孔(7)内的光源(14)并联，物孔与对应的虚像孔内的光源并联。在面板(6)上开挖好孔后，表面粘一层半透明薄膜(4)，本实用新型是用白布做半透明薄膜(4)，使表面看不到孔。并在每个物孔(11)的顶端安上用金属钉制成的触点(13)，按照反映凸透镜成像规律的几条特殊线在面板的半透明物膜(4)上画出模拟凸透镜(5)、平行于主轴的光线条(1)、焦点(9)、过平行于主轴的光线条(1)与模拟凸透镜(5)交点和焦点(9)的光线条(3)、主轴线(12)，使平行于主轴的光线条(1)过每个触点(13)，与主轴线(12)平行，主轴线(12)过物孔(11)的下端，主轴线(12)与模拟凸透镜(5)垂直并过光心。过光心的金属杆(8)通过光心轴(10)活动联接在面板(6)上。该金属杆(8)能以光心轴(10)为轴转动，与触点(13)配合构成电键。

工作原理：本实用新型是依照凸透镜三条特殊光线设计而成，成像实质是用三条特殊光线中的两条确定像的位置，面当物体的大小不变时，物体在主轴上沿轴线移动时，其中这条光线中平行于主轴的光线过凸透镜后一定过焦点，当物体移动时但这条光线的位置始终不变，这样就可以直接画在面板上。过光心的光线因方向不变所以是一条直线，当物体移动时它只绕光心在同一平面内转动，它用一条轻便金属杆代替，这样当物点移动时，像点也就跟着移动。为了直接看到物和像，在面板上物和像对应的位置挖与相应的物和像大小、形状完全相同的孔，并在里面装上光源，外面用半透明的薄膜盖上，使之从表面看不到光源，并在每个相应的物孔顶端装上金属触点，触点和代表过光心的光线的金属杆构成电键，当金属杆顺时针转动时，与触点接触电路接通，物体发光，并随之向前移动，由于像孔内光源与物孔内光源并联，所以相应像发光并且随之移动，因此，物、像清晰可见，凸透镜的成像规律一目了然，而达到演示凸透镜的成像规律的目的。