CN104778892A - 光杠杆望远镜演示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种光杠杆望远镜演示装置,该演示装置包括有侧视装置和顶视装置二部分的整套装置，整套装置背部装有磁铁，能够吸附在有铁质背板的黑板上；侧视装置用于演示光杠杆望远镜系统的侧视光路和望远镜的机械结构，顶视装置用于演示光杠杆望远镜系统的顶视光路。本发明的效果是能将光杠杆望远镜系统的光路原理和机械原理动态演示，光路清晰，效果直观，操作简便，适用于学校实验室中教学讲解，可演示实际实验中的原理、操作和注意事项。使学生能够深刻理解光杠杆系统的工作原理，明确实验操作技巧，为熟练操作奠定基础。整套装置各组成部分都具有磁性，可灵活布局吸附于黑板或白板上，不受空间限制。

Description

光杠杆望远镜演示装置
技术领域
本发明涉及一种教学仪器，特别是一种光杠杆望远镜演示装置
背景技术
光杠杆望远镜系统是教学实验中常用的光学仪器，该系统的原理和操作是许多实验课尤其是物理实验课中的重要教学内容。然而在教学过程中，学生往往对抽象的光路不易理解，对系统的机械结构也无法直观感受，教师仅仅凭借绘制光路图又无法体现动态变化，导致学生在实验过程中因理解不深而操作错误以至于损坏设备，教学效果不理想。
发明内容
针对现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种光杠杆望远镜演示装置，解决了教师在讲解有关于光杠杆望远镜系统时，学生无法看到望远镜内部结构，难以理解实际光路走向和调节原理，导致实验操作技术无法掌握的问题，能将光杠杆望远镜系统的光路原理和机械原理动态演示，光路清晰，效果直观，操作简便，适用于学校实验室中教学讲解。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是提供一种光杠杆望远镜演示装置，其中：该演示装置为侧视装置和顶视装置二部分的整套装置，整套装置背部装有磁铁，能够吸附在有铁质背板的黑板上；侧视装置包括侧视激光器、侧视调位螺丝、侧视电源盒、俯仰螺钉、望远镜侧视骨架、目镜模型、望远镜侧视底板、齿轮、镜片模型、侧视磁性标尺、光杠杆侧视底板、线材固定端、弹性线材、卡槽、活动平台、钩子、侧视平面镜、光杠杆侧视骨架、侧视磁性轴承、侧视入射光、侧视反射光；顶视装置包括望远镜顶视底板、顶视磁性轴承、磁铁条、顶视平面镜、光杠杆顶视骨架、顶视激光器、顶视调位螺丝、顶视电源盒、顶视磁性标尺、顶视入射光、顶视反射光。
所述侧视激光器包括侧视调位螺丝锁紧固定在望远镜侧视底板上，并使侧视激光器与望远镜侧视底板指向相同，侧视电源盒安装于望远镜侧视底板上，并用导线与侧视激光器相连为侧视激光器供电，从侧视激光器射出的侧视入射光通过安装在光杠杆侧视骨架上的侧视平面镜反射产生侧视反射光，射向侧视磁性标尺；顶视激光器通过顶视调位螺丝锁紧固定在望远镜顶视底板上，并使顶视激光器与望远镜顶视底板指向相同，顶视电源盒安装于望远镜顶视底板上，并用导线与顶视激光器相连为顶视激光器供电，从顶视激光器射出的顶视入射光通过安装在光杠杆顶视骨架上的顶视平面镜反射产生顶视反射光，射向顶视磁性标尺。
所述望远镜侧视骨架粘贴在望远镜侧视底板上，目镜模型嵌在望远镜侧视骨架上，齿轮通过中心轴插于望远镜侧视底板，下部与镜片模型上的齿轨相啮合，俯仰螺钉纵向贯穿于望远镜侧视底板下部,所述侧视平面镜贴合在光杠杆侧视骨架上，通过侧视磁性轴承固定在光杠杆侧视底板上，侧视平面镜反射面与光杠杆侧视底板垂直，线材固定端为立方体，贴合于光杠杆侧视底板、固定弹性线材上端,活动平台固定弹性线材下端，并卡在卡槽中只作垂直运动，线材尾部与钩子相连,望远镜顶视底板与顶视磁性轴承固定,顶视平面镜、光杠杆顶视骨架与磁铁条固定。整套装置各组成部分都具有磁性，可灵活布局吸附于黑板或白板上，不受空间限制。
本发明的效果是：
(1)提供了一个演示光杠杆望远镜系统结构和原理的实验装置，适合在教学中边讲解边演示，提升教学效果。
(2)将光杠杆望远镜系统的光路原理和机械结构分为侧视、顶视两个剖面动态演示，结构清晰，效果直观。
(3)整套装置以平面结构为主，各组成部分都具有磁性，可灵活布局吸附于黑板或白板上，不受空间限制。便于携带和操作。
(4)通过直观的动态演示，使学生能够深刻理解光杠杆系统的工作原理，明确实验操作技巧，为熟练操作奠定基础。
附图说明
图1是本发明演示装置的系统侧视图光路演示图；
图2是本发明演示装置的系统顶视图光路演示图。
图中：
1.侧视装置 2.顶视装置 3.侧视激光器 4.侧视调位螺丝 5.侧视电源盒
6.俯仰螺钉 7.望远镜侧视骨架 8.目镜模型 9.望远镜侧视底板 10.齿轮
11.镜片模型 12.侧视磁性标尺 13.光杠杆侧视底板 14.线材固定端
15.弹性线材 16.卡槽 17.活动平台 18.钩子 19.侧视平面镜
20.光杠杆侧视骨架 21.侧视磁性轴承 22.望远镜顶视底板
23.顶视磁性轴承 24.侧视入射光 25.侧视反射光 26.磁铁条
27.顶视平面镜 28.光杠杆顶视骨架 29.顶视激光器 30.顶视调位螺丝
31.顶视电源盒 32.顶视磁性标尺 33.顶视入射光 34.顶视反射光 35.黑板
具体实施方式
结合附图对本发明的光杠杆望远镜演示装置结构加以说明。
本发明的光杠杆望远镜演示装置结构是，所述演示装置包括有两大部分的整套装置，整套装置背部装有磁铁，能够吸附在有铁质背板的黑板上。第一部分用于演示光杠杆望远镜系统的侧视图光路和望远镜的机械结构，第二部分用于演示光杠杆望远镜系统的顶视图光路。
本发明的光杠杆望远镜演示装置的侧视装置1包括侧视激光器3、侧视调位螺丝4、侧视电源盒5、俯仰螺钉6、望远镜侧视骨架7、目镜模型8、望远镜侧视底板9、齿轮10、镜片模型11、侧视磁性标尺12、光杠杆侧视底板13、线材固定端14、弹性线材15、卡槽16、活动平台17、钩子18、侧视平面镜19、光杠杆侧视骨架20、侧视磁性轴承21；顶视装置2包括、望远镜顶视底板22、顶视磁性轴承23、侧视入射光24、侧视反射光25、磁铁条26、顶视平面镜27、光杠杆顶视骨架28、顶视激光器29、顶视调位螺丝30、顶视电源盒31、顶视磁性标尺32、顶视入射光33、顶视反射光34。
所述侧视激光器3包括侧视调位螺丝4锁紧固定在望远镜侧视底板9上，并使侧视激光器3与望远镜侧视底板9指向相同，侧视电源盒5安装于望远镜侧视底板9上，并用导线与侧视激光器3相连为侧视激光器3供电，从侧视激光器3射出的侧视入射光24通过安装在光杠杆侧视骨架20上的侧视平面镜19反射产生侧视反射光25，射向侧视磁性标尺12；顶视激光器29通过顶视调位螺丝30锁紧固定在望远镜顶视底板22上，并使顶视激光器29与望远镜顶视底板22指向相同，顶视电源盒31安装于望远镜顶视底板22上，并用导线与顶视激光器29相连为顶视激光器29供电，从顶视激光器29射出的顶视入射光33通过安装在光杠杆顶视骨架28上的顶视平面镜27反射产生顶视反射光34，射向顶视磁性标尺32。
所述望远镜侧视骨架7粘贴在望远镜侧视底板9上，目镜模型8嵌在望远镜侧视骨架7上，齿轮10通过中心轴插于望远镜侧视底板9，下部与镜片模型11上的齿轨相啮合，俯仰螺钉6纵向贯穿于望远镜侧视底板9下部，所述侧视平面镜19贴合在光杠杆侧视骨架20上，通过侧视磁性轴承21固定在光杠杆侧视底板13上，侧视平面镜19反射面与光杠杆侧视底板13垂直，线材固定端14为立方体，贴合于光杠杆侧视底板13、固定弹性线材15上端,活动平台17固定弹性线材15下端，并卡在卡槽14中只作垂直运动，线材13尾部与钩子16相连,望远镜顶视底板20与顶视磁性轴承21固定,顶视平面镜25、光杠杆顶视骨架26与磁铁条24固定。
所述侧视激光器3发射的激光沿水平方向展开为一扇形平面，并投射在黑板35上为一条与望远镜侧视底板9轴向平行的直线，即为直线的侧视入射光24、侧视反射光25。顶部的侧视电源盒5供电，两个侧视调位螺丝4纵向微调和紧固侧视激光器3的位置。侧视激光器3、侧视调位螺丝4、侧视电源盒5组合而成的元件贴合于望远镜侧视底板9，顶视激光器29、顶视调位螺丝30、顶视电源盒31贴合于望远镜顶视底板22上，可随两部分底板共同运动。
所述望远镜侧视底板9为磁性板，吸附于黑板35，并上下移动调整位置，目镜模型8在望远镜侧视骨架7限制下左右拉出和推进，模拟真正望远镜中目镜的运动，齿轮10与镜片模型11上的齿轨相啮合，转动齿轮可使目镜镜片模型11左右移动，模拟调焦手轮的机械动作。
所述光杠杆侧视底板13带有磁性，吸附于黑板35上，，并可以上下移动调整位置。光杠杆侧视骨架20左端被侧视磁性轴承21固定在光杠杆侧视底板13上，只可绕侧视磁性轴承21转动，右端放置在活动平台17上，当用手拉动钩子18，弹性线材15伸长，活动平台17向下运动，光杠杆侧视骨架20右端下沉，光杠杆侧视骨架20以侧视磁性轴承21的固定轴心为轴旋转，光杠杆侧视骨架20带动侧视平面镜19旋转，侧视平面镜19相比较初始位置角度发生改变，侧视反射光25角度发生改变，所指向的侧视磁性标尺12的位置发生改变。侧视平面镜19与初始位置有角度变化，侧视反射光25角度变化，所指向的侧视磁性标尺12的位置变化，模拟光杠杆望远镜系统侧视图的实验过程和光路变化。
所述望远镜顶视底板22与顶视磁性轴承23固定，顶视磁性轴承21吸附于黑板35上，并可以上下移动调整位置，望远镜顶视底板22只可绕顶视磁性轴承23转动。顶视平面镜27、光杠杆顶视骨架28与磁铁条26固定，磁铁条26吸附于黑板35上，并可以上下移动调整位置。并上下移动调整位置，望远镜顶视底板22绕顶视磁性轴承23的固定轴心转动一角度，顶视激光器29发出的顶视入射光33角度发生改变，通过顶视平面镜27反射的顶视反射光34角度发生改变，不断调整望远镜顶视底板22的角度，使得顶视反射光34指向顶视磁性标尺32，模拟光杠杆望远镜系统的顶视图实验过程和光路变化。
所述侧视磁性标尺12、顶视磁性标尺32上贴有带有颜色的正负数字，采用磁性材料制作。
本发明的光杠杆望远镜演示装置放置相对位置为侧视激光器3与侧视平面镜19的中心处于同一水平线上。

Claims (7)

1.一种光杠杆望远镜演示装置，其特征是：该演示装置为侧视装置(1)和顶视装置(2)二部分的整套装置，整套装置背部装有磁铁，能够吸附在有铁质背板的黑板(35)上；侧视装置(1)包括侧视激光器(3)、侧视调位螺丝(4)、侧视电源盒(5)、俯仰螺钉(6)、望远镜侧视骨架(7)、目镜模型(8)、望远镜侧视底板(9)、齿轮(10)、镜片模型(11)、侧视磁性标尺(12)、光杠杆侧视底板(13)、线材固定端(14)、弹性线材(15)、卡槽(16)、活动平台(17)、钩子(18)、侧视平面镜(19)、光杠杆侧视骨架(20)、侧视磁性轴承(21)、侧视入射光(24)、侧视反射光(25)；顶视装置(2)包括望远镜顶视底板(22)、顶视磁性轴承(23)、磁铁条(26)、顶视平面镜(27)、光杠杆顶视骨架(28)、顶视激光器(29)、顶视调位螺丝(30)、顶视电源盒(31)、顶视磁性标尺(32)、顶视入射光(33)、顶视反射光(34)；
所述侧视激光器(3)包括侧视调位螺丝(4)锁紧固定在望远镜侧视底板(9)上，并使侧视激光器(3)与望远镜侧视底板(9)指向相同，侧视电源盒(5)安装于望远镜侧视底板(9)上，并用导线与侧视激光器(3)相连为侧视激光器(3)供电，从侧视激光器(3)射出的侧视入射光(24)通过安装在光杠杆侧视骨架(20)上的侧视平面镜(19)反射产生侧视反射光(25)，射向侧视磁性标尺(12)；顶视激光器(29)通过顶视调位螺丝(30)锁紧固定在望远镜顶视底板(22)上，并使顶视激光器(29)与望远镜顶视底板(22)指向相同，顶视电源盒(31)安装于望远镜顶视底板(22)上，并用导线与顶视激光器(29)相连为顶视激光器(29)供电，从顶视激光器(29)射出的顶视入射光(33)通过安装在光杠杆顶视骨架(28)上的顶视平面镜(27)反射产生顶视反射光(34)，射向顶视磁性标尺(32)；
所述望远镜侧视骨架(7)粘贴在望远镜侧视底板(9)上，目镜模型(8)嵌在望远镜侧视骨架(7)上，齿轮(10)通过中心轴插于望远镜侧视底板(9)，下部与镜片模型(11)上的齿轨相啮合，俯仰螺钉(6)纵向贯穿于望远镜侧视底板(9)下部，所述侧视平面镜(19)贴合在光杠杆侧视骨架(20)上，通过侧视磁性轴承(21)固定在光杠杆侧视底板(13)上，侧视平面镜(19)反射面与光杠杆侧视底板(13)垂直，线材固定端(14)为立方体，贴合于光杠杆侧视底板(13)、固定弹性线材(15)上端,活动平台(17)固定弹性线材(15)下端，并卡在卡槽(14)中只作垂直运动，线材(13)尾部与钩子(16)相连,望远镜顶视底板(20)与顶视磁性轴承(21)固定,顶视平面镜(25)、光杠杆顶视骨架(26)与磁铁条(24)固定。
2.根据权利要求1所述的光杠杆望远镜演示装置，其特征是：所述侧视激光器(3)发射的激光沿水平方向展开为一扇形平面，并投射在黑板(35)上为一条与望远镜侧视底板(9)轴向平行的直线，即为直线的侧视入射光(24)、侧视反射光(25)。
3.根据权利要求1所述的光杠杆望远镜演示装置，其特征是：所述望远镜侧视底板(9)为磁性板，吸附于黑板(35)，并上下移动调整位置，目镜模型(8)在望远镜侧视骨架(7)限制下左右拉出和推进，模拟真正望远镜中目镜的运动，齿轮(10)与镜片模型(11)上的齿轨相啮合，转动齿轮(10)使目镜镜片模型(11)左右移动。
4.根据权利要求1所述的光杠杆望远镜演示装置，其特征是：所述光杠杆侧视底板(13)带有磁性，吸附于黑板(35)上，光杠杆侧视骨架(20)左端被侧视磁性轴承(21)固定在光杠杆侧视底板(13)上，只绕侧视磁性轴承(21)转动，右端放置在活动平台(17)上，当用手拉动钩子(18)，弹性线材(15)伸长，活动平台(17)向下运动，光杠杆侧视骨架(20)右端下沉，光杠杆侧视骨架(20)以侧视磁性轴承(21)的固定轴心为轴旋转，光杠杆侧视骨架(20)带动侧视平面镜(19)旋转，侧视平面镜(19)相比较初始位置角度发生改变，侧视反射光(25)角度发生改变，所指向的侧视磁性标尺(12)的位置发生改变。
5.根据权利要求1所述的光杠杆望远镜演示装置，其特征是：所述望远镜顶视底板(22)与顶视磁性轴承(23)固定，顶视磁性轴承(21)吸附于黑板上，并能够上下移动调整位置，望远镜顶视底板(22)只绕顶视磁性轴承(23)转动，顶视平面镜(27)、光杠杆顶视骨架(28)与磁铁条(26)固定，磁铁条(26)吸附于黑板(35)上，并上下移动调整位置，望远镜顶视底板(22)绕顶视磁性轴承(23)的固定轴心转动一角度，顶视激光器(29)发出的顶视入射光(33)角度发生改变，通过顶视平面镜(27)反射的顶视反射光(34)角度发生改变，不断调整望远镜顶视底板(22)的角度，使得顶视反射光(34)指向顶视磁性标尺(32)。
6.根据权利要求1所述的光杠杆望远镜演示装置，其特征是：所述演示装置放置相对位置为望侧视激光器(3)与侧视平面镜(19)的中心处于同一水平线上。
7.根据权利要求1所述的光杠杆望远镜演示装置，其特征是：所述侧视磁性标尺(12)、顶视磁性标尺(32)上贴有带有颜色的正负数字，采用磁性材料制作。
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