[实用新型]一种光现象实验仪器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种光学实验设备，更具体而言是指一种用于实验平面镜成像及凸透镜成像特点的一种光现象实验仪器。

背景技术

众所周知，平面镜成像特点和凸透镜成像规律是初中物理教学的重点也是难点。根据初中学生认知心理特点，课本安排了两个必做的分组实验，即“探究平面镜成像特点”和“探究凸透镜成像规律”，通过对形象具体的实验现象的分析，总结平面镜成像特点及凸透镜成像规律。传统的实验是按照课本选用的器材：以烛焰作为成像的光源。在实践中，这种方法有许多不足之处，分别叙述如下：

1.初中学生的学习兴趣有明显的倾向性，初二的学生刚开始学习物理，他们学习物理的兴趣往往只满足于感知客观事物，为客观事物的新奇性所吸引，喜欢观察鲜明生动，不平常的物理现象。但是在以烛焰作为光源探究平面镜成像特点和凸透镜成像规律的实验中，学生的兴趣更倾向于他们认为新鲜的蜡烛和烛焰的活动上，而忽略了实验的真正目的，最终无法完成实验目标。

2.烛焰是一个不稳定的对象，随着时间的推移，由于蜡烛燃烧逐渐变短，烛焰的中心位置也在发生变化，在“探究平面镜成像特点”的实验中，置于平面镜另一侧的蜡烛不被点燃，是个稳定的对象，这不利于学生正确分析像与物的大小关系。而在“探究凸透镜成像规律”的实验中，也会因蜡烛燃烧变短，在实验过程中烛焰的中心逐渐偏离主光轴，光屏上所成的像的位置也在不断地发生变化，以至于在光屏上找不到完整的像甚至找不到像，从而影响学生对透镜所成的像特点的正确分析，难以归纳总结正确的结论。

3.烛焰是左右基本对称的发光体，不利于分析物与像的左右关系，在实验中，平面镜所成的像是左右对称的，凸透镜所成的像则是左右相反的，由于烛焰有左右对称性，故在实验中无法观察得到以上的现象。

4.烛焰的分层不明显，学生在实验过程中难以找到像的位置。按照教材的要求，移动蜡烛和光屏的位置，使得光屏上的像能够清晰地看见烛焰的焰心即为最清晰的像，其所在的位置即为像所在的位置。而实际上，要找到焰心须有足够的耐心和细心，具备一定的观察品质的人的才能分辨出烛焰的外焰、内焰和焰心，而对于刚学物理的初二的学生来说，显然能有这样观察品质的人数是相当少的，而大部分的学生都是还没有达到这样的观察品质的，在实践中，学生只要看见光屏上出现蜡烛的光斑便认为那就是蜡烛的像了，对于如何确定像的位置感到很困惑。

5.蜡烛的利用率低，实验成本高。在实践中，我们通常会把一根18mm的蜡烛截成两段，每段蜡烛燃烧至5mm左右时就不能再利用了，即一根蜡烛真正用于实验的长度不足8mm，利用率不到50％。长期使用的实验成本高。

6.在实验过程中，由于蜡烛的燃烧，遇热熔化滴落在桌面及地面的蜡滴不易被清除，给实验教师的实验室卫生管理工作带来较大的困难，另外，从学校层面来说，实验室是学校火灾隐患最大的地方，而每年每所学校有几百上千名学生在学习光学知识时，必须进行燃烧蜡烛的实验，存在着重大的安全隐患，对国家来说，节能减排是我国“十一·五”重要任务，而每年无数中学生进行蜡烛燃烧实验，无意中排放大量二氧化碳到大气层，造成环境污染。因此研制出一种新型的用于实验平面镜成像及凸透镜成像特点的一种光现象实验仪器。

发明内容

本实用新型提供一种光现象实验仪器，其光源是由若干LED灯并联拼接而成“L”形、“P”形、“上”形等形状的发光体，该光源不但上下有别，左右也不对称，用它来“探究平面镜成像特点”，学生通过形象具体的实验现象很快就可以分析归纳出平面镜成像的特点：大小相等，左右对称，虚像，而用它来“探究凸透镜成像规律”，学生通过对现象的观察分析，不但可以在光屏上看到的像是倒立的，而且可以看到像与物的左右方向也是相反的，形象而具体的实验现象更如完美地反应了透镜对光路的控制特点，而此为本实用新型的主要目的。

本实用新型提供一种光现象实验仪器，其光源是采用若干LED灯并联拼成的，其解决了以往使用蜡烛实验每次都需要购买大量蜡烛的问题，而蜡烛的价格也是不便宜的，且不能循环使用，长期使用蜡烛来做实验，一定程度上给实验增加了实验的成本，另外，本实用新型可以在原有的使用蜡烛的实验仪器进行少许的改动，保留了原实验仪器的大部分价值，学校可以只更换光源，即可进行相关的实验探究活动，而此为本实用新型的又一目的。