CN205428334U - 一种凸透镜成像规律探究仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种凸透镜成像规律探究仪，包括光源101、凸透镜102、光屏103、座垫104、滑动底座105；所述凸透镜102、光屏103、座垫104安装于滑动底座105上，凸透镜102是固定的，光屏103及座垫104是可滑动的；所述滑动底座105包括底座基座201和底座滑道202；所述光源101包括纸盒301、光出口302以及灯源。本实用新型实验效果明显，能通过自制教具探究凸透镜成像规律；使用材料简单；实验操作简单。

Description

一种凸透镜成像规律探究仪

技术领域

本实用新型涉及一种凸透镜成像领域，尤其涉及一种凸透镜成像规律探究仪器

背景技术

透镜有两类，中间比边缘厚的叫凸透镜，中间比边缘薄的叫凹透镜。利用这一实验教具可以直观观察出凸透镜可以汇聚光线，凹透镜可以发散光线的现象，以及可以直观实现光线对凸透镜平行过焦，过焦平行，经光心不变的现象。

在初中的物理教学中，凸透镜成像规律的探究应是教学的重点内容，也是教学的难点。学生进行抽象的思维和空间的想象能力不足，同时动手能力也不强。因此，凸透镜成像规律这一重点内容在初中物理的教学中存在着较大的困难。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本实用新型提出一种凸透镜成像规律探究仪，包括光源101、凸透镜102、光屏103、座垫104、滑动底座105；所述凸透镜102、光屏103、座垫104安装于滑动底座105上，凸透镜102是固定的，光屏103及座垫104是可滑动的；所述滑动底座105包括底座基座201和底座滑道202；所述光源101包括纸盒301、光出口302以及灯源。

其中，还包括背板106，以及激光笔107、108。

其中，所述探究仪还包括凹透镜109。

其中，光从纸盒301中通过光出口302发射出来，所述光出口302呈箭头状。

其中，在光屏103上安放有与光出口302大小一致的箭头状图标。

本实用新型实验效果明显，能通过自制教具探究凸透镜成像规律；使用材料简单，可让学生自行制作探究，结构简单，可以拆卸和组装，方便携带；验操作简单。实验过程中只需按课本步骤，即可进行操作；实验现象明显直观。实验现象的可见度高，合适课堂教学演示，实验成功率高。原有的成像仪大多数只有学校的实验室拥有，材料方面难寻找，不是所有的学校都可以拥有这样的成像仪实验室供学生学习，本实用新型的成像仪材料方便寻找，几乎所有的学校包括学生都可以拥有学习，操作上比原本的成像仪更加方便操作，方便携带，从原有的定量探究到定性探究，使复杂的知识简单化，而且达到的作用效果与原来的成像仪效果一样，在课堂上可以让学生学习以外，课下学生同时可以制作学习，体现物理从生活中来，到生活中去的教学理念。另外，此教具是组合教具，用两只带有笔套的激光笔简单直观检验证凸透镜可以会聚光线，凹透镜可以发散光线，相对原有的实验室器材，此教具可以在白天演示，效果依旧明显。并且可以直观表现出三条特殊光线，过光心不变，平行光线过焦点，过焦点平行主光轴。

附图说明

图1为本实用新型的凸透镜成像规律探究仪的结构示意图；

图2为本实用新型第一种透镜光学特性的验证实验原理图；

图3为本实用新型第二种透镜光学特性的验证实验原理图；

图4为本实用新型第三种透镜光学特性的验证实验原理图；

图5为本实用新型第四种透镜光学特性的验证实验原理图；

图6为本实用新型的滑动底座105的结构示意图；

图7为本实用新型的光源101的右视图。

具体实施方式

凸透镜成像是初中光学课程中一个重要的部分，通过本仪器可以探究凸透镜成像规律：

1.物体在两倍焦距以外时，在两倍焦距和一倍焦距之间成一个倒立缩小的实像；

2.物体在两倍焦距时，在两倍焦距处成一个倒立等大的实像；

3.物体在一倍焦距到二倍焦距，在两倍焦距以外成一个倒立放大的实像；

4.物体在一倍焦距以内，在物体同侧呈现一个正立放大的虚像。

下面结合附图对本实用新型做详细说明。

图1是本实用新型的凸透镜成像规律探究仪的结构示意图。该探究仪包括光源101、凸透镜102、光屏103、座垫104、滑动底座105。所述凸透镜102、光屏103、座垫104安装于滑动底座105上，凸透镜102是固定的，光屏103及座垫104是可滑动的。

为先了解透镜光学特性，按照图2-5进行如下验证试验。

图2-5所示为透镜光学特性的验证实验原理图，可以看到相比于图1，增加了背板106，以及被笔套套好的两支激光笔107、108。笔套是由两个透明胶管制成，激光通过笔套射出来的光通过笔套折射成一条光线，若无笔套，则射出来是一个点。

图2中，打开利用被笔套套好的两支激光笔107、108，两支激光笔107、108的光束平行射入凸透镜102，可以看到两束光束是汇聚的且平行过了焦点。

图3中，只用激光笔107对凸透镜102中心射入，可以看到，光束经过光心不改变方向，沿直线穿过。

图4中，只用激光笔107经过焦点射入凸透镜102，发现光束经凸透镜102后平行于主光轴。

图5中，将凸透镜102替换成凹透镜109，打开利用被笔套套好的两支激光笔107、108，两支激光笔107、108的光束平行射入凹透镜109，可以看到两束光束是发散的。

通过上述实验可以看出，用两只带有笔套的激光笔简单直观检验证凸透镜可以会聚光线，凹透镜可以发散光线，相对原有的实验室器材，此教具可以在白天演示，效果依旧明显。结合图6，图6是滑动底座105的结构示意图。所述滑动底座105包括底座基座201和底座滑道202，为了能在滑动底座105上滑动，相应地，光屏103及座垫104也具有契合于底座滑道202的形状，光屏103及座垫104可以沿底座滑道202滑动。

图7所示的是光源101的右视图。该光源包括纸盒301、光出口302以及灯源(图中未示出，可以为手电筒等)，光从纸盒301中通过光出口302发射出来，所述光出口302呈箭头状。为了能更好地呈现实验效果，在光屏103上也安放有与光出口302大小一致的箭头图标，用以直观地比较成像大小。

下面结合实际操作对本探究仪进行说明。

方法一：固定凸透镜102，通过滑动底座105，将光出口302移至到二倍焦距外，然后移动光屏103，在缓慢移动光屏103时仔细观察光屏103上显示的像，找到清晰的像时停止移动，发现像处于二倍焦距与一倍焦距之间，成缩小，倒立的实像。即：

物距(u)	像距(v)	像的倒立	像的大小	像的虚实	生活中应用
						u>2f	2f<v<f	倒立	缩小	实像	照相机

方法二：通过滑动底座102，将光出口302移至到二倍焦距处，按照方法一移动光屏103，发现像处于二倍焦距处，成等大，倒立的实像。即：

物距(u)	像距(v)	像的倒立	像的大小	像的虚实
					u＝2f	v＝2f	倒立	等大	实像

方法三：通过滑动底座105，将光出口302移至到二倍焦距与一倍焦距处，按照方法一移动光屏103，发现像处于二倍焦距外，成放大，倒立的实像。即：

物距(u)	像距(v)	像的倒立	像的大小	像的虚实	生活中应用
						f<u<2f	v>2f	倒立	放大	实像	投影仪

步骤四：通过滑动底座105，将光出口302移至到小与一倍焦距处，按照方法一移动光屏103。结果发现，无论如何移动光屏103，在光屏103上都无法成像，但是卸下光屏103，关闭灯源，直接通过凸透镜看到的是放大，正立的虚像。

物距(u)	像距(v)	像的倒立	像的大小	像的虚实	生活中应用
						u<f		正立	放大	虚像	放大镜

虽然通过实施例描述了本实用新型，本领域普通技术人员知道，本实用新型有许多变形和变化而不脱离本实用新型的精神，希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本实用新型的精神。

Claims (5)

1.一种凸透镜成像规律探究仪，其特征在于：所述探究仪包括光源(101)、凸透镜(102)、光屏(103)、座垫(104)、滑动底座(105)；

所述凸透镜(102)、光屏(103)、座垫(104)安装于滑动底座(105)上，凸透镜(102)是固定的，光屏(103)及座垫(104)是可滑动的；

所述滑动底座(105)包括底座基座(201)和底座滑道(202)；

所述光源(101)包括纸盒(301)、光出口(302)以及灯源。

2.根据权利要求1所述的探究仪，所述探究仪还包括背板(106)，以及第一激光笔(107)、第二激光笔(108)。

3.根据权利要求1或2所述的探究仪，所述探究仪还包括凹透镜(109)。

4.根据权利要求1或2所述的探究仪，其特征在于：光从纸盒(301)中通过光出口(302)发射出来，所述光出口(302)呈箭头状。

5.根据权利要求1或2所述的探究仪，其特征在于：在光屏(103)上安放有与光出口(302)大小一致的箭头状图标。