本技术涉及凸透镜成像,尤其涉及凸透镜成像分组实验仪器。
背景技术:
1、探究凸透镜成像的规律是初中物理课程标准要求学生必做的实验之一,是十分重要的学生探究实验。教材中给的光具座左端为零刻度线,学生不方便得到物距和像距;光源是点燃的蜡烛,但烛焰会受空气流动的影响,观察其成像会受到干扰很不清晰,而且蜡烛燃烧逐渐变短,烛焰的中心、透镜的中心以及光屏的中心很难总是保持在同一高度上;光屏是白色的硬纸板,而在观察成像时,只是通过眼睛的目测区分等大的像,极不容易观察辨别。
2、学生在传统实验过程中,知道要找清晰的实像,但是不理解原理,教师通常会通过特殊光线作图解释,但太过抽象和繁琐;当物距小于焦距成虚像时,学生不能理解为什么光屏上没有清晰的实像了,要从光屏一侧透过凸透镜观察成像,只能按照教材要求被动接受,不利于学生的身心发展;凸透镜成像的实质的光的折射,但是学生在实验过程中对实际光路的感性认识不足,很难形成成像规律和折射光路的整体认知。
3、教师教得费时,学生学得吃力,凸透镜的成像规律对大部分学生而言就是死记硬背而已,严重打击了学生学习物理的积极性,在无形中也增加了学生的课业负担。
4、针对上述问题,本实用新型文件提出了凸透镜成像分组实验仪器。
技术实现思路
1、本实用新型提供了凸透镜成像分组实验仪器,解决了现有技术中存在学生在实验过程中对实际光路的感性认识不足,很难形成成像规律和折射光路的整体认知,教师教得费时,学生学得吃力,凸透镜的成像规律对大部分学生而言就是死记硬背而已,严重打击了学生学习物理的积极性,在无形中也增加了学生的课业负担的缺点。
2、本实用新型提供了如下技术方案:
3、凸透镜成像分组实验仪器,包括透明盒和光具座,所述光具座位于透明盒的正上方,所述光具座的内部开设有第一通孔,所述透明盒的内部开设有第二通孔,所述第一通孔的内部设置有用于进行实验的实验组件;
4、所述光具座的顶部设置有用于确定实验用具位置的定位组件;
5、所述透明盒的内部设置有用于观察光路的观察组件。
6、在一种可能的设计中,所述实验组件包括固定连接在第一通孔内壁的第三滑动座,所述第一通孔的内壁滑动连接有第二滑动座和第四滑动座,所述第四滑动座的顶部和底部均固定连接有第三支撑杆,所述第三支撑杆的一端固定连接有光屏,所述第三滑动座的顶部和底部均固定连接有第二支撑杆,所述第二支撑杆的一端固定连接有凸透镜本体,所述第二滑动座的顶部和底部均固定连接有第一支撑杆,所述第一支撑杆的顶部固定连接有f型光源。
7、在一种可能的设计中,所述定位组件包括设置在光具座一侧的多个刻度线,所述光具座的顶部设置有多个指示数字,所述刻度线与指示数字配合使用。
8、在一种可能的设计中,所述观察组件包括位于透明盒内部的f型挡板,所述f型挡板的内部开设有圆孔,所述f型挡板固定连接在位于下方的第一支撑杆的底部,所述第一通孔的内壁滑动连接有第一滑动座,所述第一滑动座和第二滑动座之间固定连接有同一个连接板,所述第一滑动座的底部固定连接有第四支撑杆,所述第四支撑杆的底部固定连接有激光笔。
9、在一种可能的设计中,所述第二通孔的两侧内壁均固定连接有硅胶。
10、在一种可能的设计中,所述光具座的底部固定连接有对称设置的两个支架,两个所述支架的底部固定连接有同一个底板。
11、应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的,并不能限制本实用新型。
12、本实用新型中,改进了光具座,便于学生直接读取物距和像距,节省实验时间;
13、本实用新型中,改进了光屏,便于学生比较像与物的大小;
14、本实用新型中,增加了实时的可视折射光路,学生更易形成实际光路和成像规律的整体认知;
15、本实用新型中,直观演示来自f光源的光束经过凸透镜相交于一点,且位置正是成清晰实像的位置,便于学生理解凸透镜成像的实质;
16、本实用新型中,直观显示了当物距等于一倍焦距和小于一倍焦距时,折射光线分别是平行和发散的,便于学生理解不成像和成虚像的原理,相比于原来的被动接受,更有利于学生的身心发展,还可以训练学生的科学思维和探究能力;
17、本实用新型中,类比折射现象观察虚像,用充满烟雾的透明盒子来显示光路,都体现了光学的大单元教学思想;
18、本实用新型中,在传统凸透镜成像分组实验仪器的基础上,将光具座架高,上面进行传统凸透镜成像分组实验,下面实时显示折射光路,增强了学生对实际光路的感性认识,有利于形成成像规律和折射光路的整体认知,便于理解凸透镜成像的实质,本项实验仪器提供同时性、可视化的工具来帮助学生构建凸透镜成像规律和折射光路的整体认知,通过这一具体形象的仪器让学生简单明了的理解凸透镜成像的实质,不再需要学生死记硬背。
1.凸透镜成像分组实验仪器,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的凸透镜成像分组实验仪器,其特征在于,所述实验组件包括固定连接在第一通孔(15)内壁的第三滑动座(10),所述第一通孔(15)的内壁滑动连接有第二滑动座(7)和第四滑动座(13),所述第四滑动座(13)的顶部和底部均固定连接有第三支撑杆(12),所述第三支撑杆(12)的一端固定连接有光屏(11),所述第三滑动座(10)的顶部和底部均固定连接有第二支撑杆(9),所述第二支撑杆(9)的一端固定连接有凸透镜本体(8),所述第二滑动座(7)的顶部和底部均固定连接有第一支撑杆(5),所述第一支撑杆(5)的顶部固定连接有f型光源(6)。
3.根据权利要求1所述的凸透镜成像分组实验仪器,其特征在于,所述定位组件包括设置在光具座(14)一侧的多个刻度线(16),所述光具座(14)的顶部设置有多个指示数字(17),所述刻度线(16)与指示数字(17)配合使用。
4.根据权利要求1所述的凸透镜成像分组实验仪器,其特征在于,所述观察组件包括位于透明盒(1)内部的f型挡板(20),所述f型挡板(20)的内部开设有圆孔(21),所述f型挡板(20)固定连接在位于下方的第一支撑杆(5)的底部,所述第一通孔(15)的内壁滑动连接有第一滑动座(4),所述第一滑动座(4)和第二滑动座(7)之间固定连接有同一个连接板(22),所述第一滑动座(4)的底部固定连接有第四支撑杆(18),所述第四支撑杆(18)的底部固定连接有激光笔(19)。
5.根据权利要求1所述的凸透镜成像分组实验仪器,其特征在于,所述第二通孔(23)的两侧内壁均固定连接有硅胶(24)。
6.根据权利要求1所述的凸透镜成像分组实验仪器,其特征在于,所述光具座(14)的底部固定连接有对称设置的两个支架(3),两个所述支架(3)的底部固定连接有同一个底板(2)。