專利名稱：一種物理教學演示用透鏡的制作方法
技術領域：
所屬領域本實用新型屬于一種物理教學用教具，特別是一種可變換透鏡內的介質、改變透鏡性質(凹或凸鏡)并可調節透鏡曲率的透鏡。尤其適合用于演示不同曲率半徑及不同性質透鏡對光的會聚及發散效果影響的實驗。
背景技術：
目前，在中學物理教學中，涉及到透鏡對光的作用的演示實驗時，只能采用玻璃制作的柱面透鏡進行演示，即通過換用不同曲率半徑的透鏡演示出其對光的會聚或發散性能的影響；且這類實驗僅能通過光密介質(玻璃)透鏡放在光疏介質(空氣)中，演示出凸透鏡對光起會聚作用，凹透鏡對光起發散作用的現象；而且若要進一步演示透鏡的不同表面曲率對會聚或發散作用強弱的影響時，必須頻繁地更換透鏡；更不能演示由光疏介質組成的鏡片，放入光密介質中對光的會聚及發散作用這一學生難于理解的現象。因此，采用此類透鏡進行演示實驗由于柱面透鏡與球面透鏡所存在的差異影響實驗的準確性，操作也較繁鎖，鏡面曲率不能連續調節，也就不能對實驗現象進行連續的直觀對比，又影響演示實驗的完整性。
技術方案本實用新型的目的在于設計一種適用于物理教學中可方便、完整地演示不同透鏡參數對光的會聚、發散性能影響的教學演示用透鏡，以達到操作簡單、方便，演示現象直觀、準確，并能進行連續對比演示及進行綜合實驗等目的。
本實用新型的解決方案是采用一透明圓環作為透鏡環體，采用彈性透明膜密封性緊貼于透鏡環的兩端口上，作為透鏡面膜(折射面)，而在透鏡環上設置兩個流體進、出口并與相應的流體進、出管等聯接以向透鏡腔體內灌注或更換作為鏡片的透明流體介質，同時以注入量來調節和控制鏡面的曲率半徑，從而達到其目的。因此，本實用新型包括鏡體；關鍵在于該鏡體包含透明的透鏡環體及設于該環體兩端口上的彈性透明膜，在環體上還分別設有一流體注入孔和排出孔及相應的流體注入管和排出管，而在由透鏡環體及兩端口上的彈性透明膜組成的腔體內還充滿作為透鏡鏡片的透明液體或氣體(流體)；彈性透明膜與透鏡環體兩端口密封聯接，而流體注入管及排出管則分別通過其管座與環體上流體注入孔和排出孔密封性緊固成一體并與腔體接通。
為了便于調節和控制鏡體內流體的注入量以隨時調節透鏡的曲率半徑，在流體注處管端還聯接有一流體注射裝置，而在流體排出管上還設有一排流閥。為了方便將透鏡置于透明容器內作不同外部介質與不同性能的透鏡對光的會聚、發散性的影響實驗，在鏡體上還設有一可與外部介質容器口部配合的既起支承作用、亦可起密封作用的蓋板，該板與流體排出管座之間通過螺紋可調式聯接。
本實用新型具有鏡片的介質、曲率半徑及其凹凸性均可方便調節，不但可演示傳統的由光密介質透鏡(鏡片)放入光疏介質中透鏡對光的發散及會聚作用；而且還可成功地演示由光疏介質組成的透鏡(鏡片)，放入光密介質中對光的會聚及發散作用這一學生較難理解的現象。因此，本實用新型具有綜合性實驗功能強，操作簡單、方便，演示直觀、準確且可連續對比進行觀察，用作實驗效果好，學生易于理解、吸收等特點。
附圖及
圖1、為本實用新型結構示意圖(主視圖)；圖2、為側視圖。
圖中1、環體，2、流體注入管座，3、流體注入管，4、彈性透明膜，5、流體排出管座，6、流體排出管，7、排流閥，8、蓋板或支承板，9、流體鏡片。
實施例本實施例環體1采用透明有機玻璃圓環，環體軸向厚15mm，外徑φ55mm，內徑φ47mm；環體上對稱鉆一直徑為φ4mm的流體注入孔及一直徑為φ6mm的流體排出孔；與之配合的流體注入管座2外徑φ4mm，內徑φ3mm，流體排出管座5外徑φ6mm，上端攻M6螺紋，內徑φ4.5mm；彈性透明膜4采用透明乳膠簿膜與環體兩端口粘接密封；蓋板(支承板)8.(長×寬×厚)170×83×3mm，中心鉆孔并攻M6螺紋后，套于流體排出管座5外壁螺紋面上并通過螺母鎖緊；流體注入管3及流體排出管6均采用相應內徑的乳膠管，分別與其管座2、5密封聯接，在流體排出管6上本實施例設一輸液器用控制閥作為排流閥7；本實施例接于流體注入管3端部的注射裝置亦采用直徑為φ50mm的醫用注射器，作為透鏡鏡片的透明流體9可分別采用純凈水和空氣等。
本實施例的使用方法在一透明容器如“浮力定律演示套件”中的透明液槽中注入3/4深度的淡茶水，將蓋板8蓋于槽口上，調節下方透鏡使彈性膜面4正對液槽180×83mm(長×高)的一面，將注射器口套于流體注入管3的口部，將排流閥7關閉，推注射器向腔體中注入空氣后扎緊注入管3，使環體1及兩透明膜4之間形成一空氣透鏡鏡片。當采用兩只激光電筒做光源，使之形成兩束平行光，并透過液槽的180×83mm面再經淡茶水射入空氣鏡片9中并從另一面射出時，在淡茶液中可清楚觀察到激光束在進入空氣透鏡前后的不同光路。再通過注射器等調節注入的空氣壓力，即調節空氣鏡片9的曲率半徑或凹凸性質，使之形成焦距大小同或焦距性質不同的空氣透鏡，在上述相同光源的照射下，便可清楚看到其會聚或發散程度將隨其曲率半徑的變化而變化；而光束的會聚或發散性質則隨空氣透鏡的凹凸性的變化而變化。
若向腔體中注入其它透明液體或氣體，即可形成相應的液體或氣體透鏡；同時改變外部介質，即向上述液槽中注入不同的透明氣體或液體，從而又可演示不同的透鏡及外部介質對光的會聚及發散的影響。
權利要求1.一種物理教學演示用透鏡，包括鏡體；其特征在于該鏡體包含透明的透鏡環體及設于該環體兩端口上的彈性透明膜，在環體上還分別設有一流體注入孔和排出孔及相應的流體注入管和排出管，而在由透鏡環體及兩端口上的彈性透明膜組成的腔體內還充滿作為透鏡鏡片的透明液體或氣體；彈性透明膜與透鏡環體兩端口密封聯接，而流體注入管及排出管則分別通過其管座與環體上流體注入孔和排出孔密封性緊固成一體并與腔體接通。
2.按權利要求1所述物理教學演示用透鏡；其特征在于在流體注入管端還聯接有一流體注射裝置，而在流體排出管上還設有一排流閥。
3.按權利要求1所述物理教學演示用透鏡；其特征在于在透鏡體上還設有一可與外部介質容器口部配合的既起支承作用、亦可起密封作用的蓋板，該板與流體排出管座之間通過螺紋可調式聯接。
專利摘要該實用新型屬于一種物理教學用教具中的光學透鏡。該透鏡包括透鏡環體及設于該環體兩口部的彈性透明膜及位于這三者組成的腔體內的透明流體鏡片；在透鏡環體上還設有流體注入及排出管、排流閥，流體注射裝置及蓋板。該實用新型由于其鏡片的介質、曲率半徑及其凹凸性均可方便調節，不但可進行常規的演示實驗，而且還可演示由光疏介質組成的透鏡，放入光密介質中對光的會聚和發散作用。因此，該實用新型具有綜合性實驗功能強，操作簡單、方便，演示直觀、準確且可連續對比進行觀察；用作實驗效果好，學生易于理解、吸收等特點。
文檔編號G09B23/22GK2555510SQ0227588
公開日2003年6月11日 申請日期2002年7月29日 優先權日2002年7月29日
發明者李俊宏 申請人:李俊宏