[发明专利]全能一体高效简易几何光学演示仪及其椎缝投影方法

说明书

本发明涉及一种光学演示仪器，特别是涉及仪器的投影方法、总体结构和总体功能，以及投影光缝、投影光源、圆形光屏、分光装置、光具、夹具等的结构。

现行中学使用的几何光学演示仪器，有J2501型和J2501-1型两种光具盘。(见光具盘说明书陕西省蓝田县北关中学仪器厂印发，各中学实验室皆有。或见中学理科实验员培训教材，本教材系陕西省人民教育出版社出版，于西安编)光具盘是一种多功能几何光学演示仪器但所演示的几何光学实验内容不够齐全。其获得平行演示光束的方法，是将点光源会聚成平行光源后间接经平行排列的平行光缝投影在光屏上而获得，此方法因无法排除光源的异位发光点的异向光线和透镜的色差、又难于准焦等因素干扰光束的清晰度和平行度，加之光源功率小引起的光线弱，故演示效果欠佳。其总体结构，是所需的低压电源、平行光源、整体圆屏、光具和光具盒等共16.4公斤重的异体分散临时组合结构，结构如此笨重的原因主要来源于光源电压的低压选择和投影方法的聚光选择，其次来源于光屏光具结构，此结构不仅设备笨重而且调节因素繁多而导至操作十分困难。其整体圆屏无法改变折射和反射光线与其入射光线所在的平面，故无法演示其在同一平面内这一实验内容。其异束分光装置不便于确定所用的两条异向光束是同一发光点发出的。其光具定位的屏面夹、屏面磁吸装置、光具悬挂装置都只适于光具在屏面上定位，不适于光具的存放定位。

本发明，其目的在于更新投影方法优化演示平行光束质量、优化仪器结构简化演示操作，改进和新造必要的演示装置齐全仪器功能，以克服现行光具盘存在的弱点成就功能全、效果好、操作易、部件一体、简单轻便的几何光学演示仪器。此目的是下列目的集合。

1、椎缝投影方法，本方法的目的在于克服光具盘的平行缝投影方法的弱点，成就清晰明确的平行投影光束以提高仪器的实验效果，并精减投影设备简化投影操作使几何光学仪器的设计、制造、使用都向迈进一步。

2、一体定位结构，本仪器的一体定位结构，其一是为了尽量减少仪器的调节因素简化操作，其二是为了尽量利用一物多用因素精简仪器结构，其三是为了设备的存放、携带、取用、操作都简便，其四是为了优选最佳的演示和观察位置以提高演示效果。

3、椎缝片装置，本装置是为了实施椎缝投影方法最佳方案的一个侧面。

4、直丝灯装置，本装置是为了实施椎缝投影方法最佳方案的另一个侧面。

5、组合圆屏装置，本装置是为弥补整体圆屏无法演示折射或反射光线与其入射光线在同一平面内这一弱点，以完善圆屏功能。

6、同束分光装置，本装置是为了克服光具盘的异束更向装置无法使学生直接观察两异光束源于同一发光点的弱点，以改善其功能。

7、平面棱面镜装置，本装置是为了克服光具盘的漫反射镜无法使学生观察到各个方向是的反射光线这一弱点，以改善其功能。

8、色散演示装置，包括色光混合镜装置、原色透光片装置、三棱镜装置、色散屏装置。本装置是为了增设与色散有关的演示内容以齐全仪器功能简化这些实验的演示操作。

9、光导单缝片装置，本装置是为了增设光导现象和小孔成象两项演示内容以齐全仪器功能。

10、虚线丝装置，本装置是为了简便地测定各种虚像位置，让学生直观地理解虚像的成因，以完善实验内容提高演示效果。

椎缝投影方法是用点光源(包括点丝灯、直丝灯或环丝灯)直接通过一道椎形光缝或几道共顶点排列的椎形光缝，投影在光屏上获得一条平行光束或者几条相互平行的平行光束的新方法，是几何光学仪器设计制造的新基础，是本发明实现最终目的的前提和根本，它的应用必将使几何光学仪器的设计、制造、使用都向前迈进一步。