(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)实用新型专利
(10)授权公告号 CN 210983968 U(45)授权公告日 2020.07.10
(21)申请号 201921934758.7(22)申请日 2019.11.11
(73)专利权人 张超
地址 4000 四川省宜宾市南溪区钻石城2
栋(72)发明人 张超 袁连芬
(74)专利代理机构 北京知呱呱知识产权代理有
限公司 11577
代理人 彭伶俐(51)Int.Cl.
G09B 23/22(2006.01)
权利要求书1页 说明书5页 附图4页
(54)实用新型名称
一种透镜多功能试验箱
(57)摘要
本实用新型实施例公开了一种透镜多功能试验箱，其特征在于，包括玻璃箱、设于玻璃箱一侧的两根激光笔、设于激光笔与视网膜模拟线之间的可变透镜和注射器，所述可变透镜包括塑料圆筒、套设于塑料圆筒上的气球和沿着塑料圆筒的外周面缠绕于气球上的电工胶布，所述气球为透明材质，所述注射器的出口处与塑料圆筒之间连接有导管，两根激光笔在玻璃箱内呈上下设置，所述激光笔的出口正对气球设置，所述玻璃箱侧壁上设有刻度。其具有能够改变透镜的凸凹程度以使光路能够动态变化来方便演示的技术效果。CN 210983968 UCN 210983968 U
权 利 要 求 书
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1.一种透镜多功能试验箱，其特征在于，包括玻璃箱、设于玻璃箱一侧的两根激光笔、设于激光笔与视网膜模拟线之间的可变透镜和注射器，所述可变透镜包括塑料圆筒、套设于塑料圆筒上的气球和沿着塑料圆筒的外周面缠绕于气球上的电工胶布，所述气球为透明材质，所述注射器的出口处与塑料圆筒之间连接有导管，两根激光笔在玻璃箱内呈上下设置，所述激光笔的出口正对气球设置，所述玻璃箱侧壁上设有刻度。
2.如权利要求1所述的一种透镜多功能试验箱，其特征在于，两根所述激光笔一根为红色激光笔，另一根为绿色激光笔。
3.如权利要求1所述的一种透镜多功能试验箱，其特征在于，所述玻璃箱的底部设有檀香。
4.如权利要求1所述的一种透镜多功能试验箱，其特征在于，所述玻璃箱内设有支撑座，所述支撑座上开设有与塑料圆筒的侧壁相适配的圆弧形的安装槽，所述塑料圆筒放置于安装槽上。
5.如权利要求4所述的一种透镜多功能试验箱，其特征在于，所述支撑座共有两组，两组支撑座沿着玻璃箱的长度方向排布，两个支撑座能够同时放置不同的可变透镜，不同的可变透镜分别与不同的注射器通过导管相连，所述玻璃箱侧壁上设有视网膜模拟线。
6.如权利要求1所述的一种透镜多功能试验箱，其特征在于，所述玻璃箱靠近激光笔一侧的外侧壁上固设有两个玻璃支架，所述玻璃支架上开设有两个上下设置的水平的支撑槽，所述支撑槽的高度与激光笔的直径相同，激光笔分别水平放置到两个支撑槽内，所述玻璃箱的侧壁上开设有两个通孔，两个通孔分别与两个激光笔的出口对应设置。
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说 明 书一种透镜多功能试验箱
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技术领域
[0001]本实用新型实施例涉及试验箱技术领域，具体涉及一种透镜多功能试验箱。背景技术
[0002]教学中，透镜既是教材中的一个重点，也是一个难点。“凸透镜对光的会聚和凹透镜对光的发散”这一实验，是以三束平行光分别通过凹透镜和凸透镜，能够让学生知道凸透镜和凹透镜对光有发散作用，但是在实际教学中，这个实验存在以下缺点：[0003]1、实验环境必须在同一平面且要有较暗环境，操作不方便，并且不能满足所有学生同步观察。[0004]2、由于光的亮度不够，光路不明显稍远一点的同学看不清楚实验现象。[0005]3、焦距是固定的，光路不能动态变化，不便于学生对只是的理解，学生很难通过现象引发更多思考。[0006]4、实验器材的利用率不高，很难单独完成一个实验演示。[0007]因此，如何设计出更加形象生动的便于演示的实验器材是一个需要解决的问题。实用新型内容[0008]为此，本实用新型实施例提供一种透镜多功能试验箱，以解决现有技术中由于现有的实验器材焦距固定而导致的光路不能动态变化，演示不够完善的问题。[0009]为了实现上述目的，本实用新型实施例提供如下技术方案：[0010]一种透镜多功能试验箱，包括玻璃箱、设于玻璃箱一侧的两根激光笔、设于激光笔与视网膜模拟线之间的可变透镜和注射器，所述可变透镜包括塑料圆筒、套设于塑料圆筒上的气球和沿着塑料圆筒的外周面缠绕于气球上的电工胶布，所述气球为透明材质，所述注射器的出口处与塑料圆筒之间连接有导管，两根激光笔在玻璃箱内呈上下设置，所述激光笔的出口正对气球设置，所述玻璃箱侧壁上设有刻度。[0011]进一步地，两根所述激光笔一根为红色激光笔，另一根为绿色激光笔。[0012]进一步地，所述玻璃箱的底部设有檀香。[0013]进一步地，所述玻璃箱内设有支撑座，所述支撑座上开设有与塑料圆筒的侧壁相适配的圆弧形的安装槽，所述塑料圆筒放置于安装槽上。[0014]进一步地，所述支撑座共有两组，两组支撑座沿着玻璃箱的长度方向排布，两个支撑座能够同时放置不同的可变透镜，不同的可变透镜分别与不同的注射器通过导管相连，所述玻璃箱侧壁上设有视网膜模拟线。[0015]进一步地，所述玻璃箱靠近激光笔一侧的外侧壁上固设有两个玻璃支架，所述玻璃支架上开设有两个上下设置的水平的支撑槽，所述支撑槽的高度与激光笔的直径相同，激光笔分别水平放置到两个支撑槽内，所述玻璃箱的侧壁上开设有两个通孔，两个通孔分别与两个激光笔的出口对应设置。
[0016]本实用新型实施例具有如下优点：
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CN 210983968 U[0017]
说 明 书
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在进行试验时，注射器通过导管向塑料圆筒和气球内注水，先通过多次注水排尽
塑料圆筒和气球内的空气，这样塑料圆筒与气球内就充满了水，也就形成了可变透镜，电工胶布缠绕在气球的外侧对气球进行密封。对注射器进行推拉，塑料圆筒与气球之间的水会相应的增大或者缩小，由于气球具有弹性，这样气球会相应的增大或者缩小，气球形成的透镜会随着气球的增大或者缩小来持续地改变其凹度或者凸度。激光笔在照射到气球形成的透镜上之后，激光笔发出的光速经过气球形成的透镜后会随着气球持续的增大或者缩小而持续地改变其光路，实现光路的动态变化，以方便演示，通过观察刻度能够方便地看到此时透镜的焦距。
[0018]两根激光笔一根为红色激光笔、另一根为绿色激光笔以能够更清晰的观看两个不同路径的光路的变化。在玻璃箱内放置檀香，点燃檀香后，玻璃箱内充满烟雾，这样两根激光笔发出的光路更为清晰可见。
[0019]两个支撑座上均放置可变透镜，靠近激光笔一侧的可变透镜用来模拟眼镜，远离激光笔一侧的可变透镜用来模拟眼睛的晶状体，通过推动不同的注射器来分别改变两个可变透镜的凸凹程度，从而用来生动的模拟近视眼和远视眼如何矫正。[0020]塑料圆筒放置在安装槽上，塑料圆筒安装与取下较为方便。将两根激光笔分别插入到两个支撑槽内，激光笔的安装与取下较为方便。附图说明
[0021]为了更清楚地说明本实用新型的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。[0022]本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容能涵盖的范围内。
[0023]图1为本实用新型实施例提供的一种百变透镜实验箱整体结构示意图；[0024]图2为本实用新型实施例提供的一种百变透镜实验箱去封闭门结构示意图；
[0025]图3为本实用新型实施例提供的一种百变透镜实验箱可变透镜剖视结构示意图；[0026]图4为本实用新型实施例提供的一种百变透镜实验箱可变透镜演示近视眼与远视眼矫正时的结构示意图。[0027]图中：1、玻璃箱；11、封闭门；12、玻璃支架；121、支撑槽；13、通孔；14、注水槽；15、支撑座；151、支撑板；152、安装槽；16、垫纸；17、刻度；2、激光笔；3、视网膜模拟线；4、可变透镜；41、塑料圆筒；411、注水孔；42、气球；43、电工胶布；5、注射器；51、导管；6、檀香。具体实施方式
[0028]以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是
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说 明 书
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本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0029]一种百变透镜实验箱，如图1和图2所示，包括玻璃箱1、激光笔2、视网膜模拟线3、可变透镜4、注射器5和檀香6。[0030]玻璃箱1整体呈矩形，玻璃箱1内部中空并且水平放置在桌面上，玻璃箱1的顶部开设有开口，开口处水平滑移连接有封闭门11，通过拉动封闭门11可以将玻璃箱1打开或者关闭。玻璃箱1的侧壁上固设有两个竖直设置的玻璃支架12，玻璃支架12的横截面呈矩形并且两个玻璃支架12的侧壁上均开设有两个上下设置的水平的支撑槽121，支撑槽121的一侧开口，并且远离玻璃箱1侧壁的玻璃支架12到玻璃箱1之间的距离小于激光笔2的长度，两个玻璃支架12的两侧均开口。玻璃箱1的侧壁上对应支撑槽121的位置处开设有两个上下设置的圆形的通孔13。
[0031]激光笔2共有两个并呈上下设置，在安装激光笔2时，激光笔2从支撑槽121的一侧开口处放入到支撑槽121内，激光笔2的激光出口朝向玻璃箱1的侧壁，激光笔2靠近两端的位置处分别放入到两个玻璃支架12的支撑槽121内，一只手伸入到两个玻璃支架12之间，推动激光笔2在支撑槽121内滑动，将激光笔2推动到通孔13的位置处停止，另一只手可以从玻璃支架12的外侧扶着激光笔2，保证安装的准确，在取下激光笔2时，用手将其从支撑槽121内滑出即可，这样激光笔2的安装与卸下均比较方便。[0032]两根激光笔2一根为红色激光笔2，另一根为绿色激光笔2，红色在上，绿色在下。[0033]如图2和图3所示，可变透镜4整体呈圆柱形并且水平设于玻璃箱1内，可变透镜4包括塑料圆筒41、气球42和电工胶布43。气球42套设在塑料圆筒41上并将塑料圆筒41包裹，电工胶布43沿着塑料圆筒41的外周面缠绕于气球42上，塑料圆筒41、电工胶布43和气球42在相同的位置处开设有与注水孔411。注射器5位于玻璃箱1的外侧，注射器5的出口处连接有导管51，玻璃箱1侧壁上对应注射器5的一侧开设有注水槽14，导管51通过注水槽14伸入到玻璃箱1内，导管51的另一端连接在注水孔411上并与塑料圆筒41的内部连通。电工胶布43缠绕在气球42的外侧对气球42进行密封。
[0034]玻璃箱1的内部固设有两个支撑座15，支撑座15由两个竖直设置的透明的支撑板151组成，两个支撑座15具有一定的间隔，并且两者的间隔为塑料圆筒41的宽度，每个支撑板151的上部在相同高度的位置处均开设有圆弧形的安装槽152，安装槽152的直径与支撑座15的直径相同。塑料圆筒41连同气球42和电工胶布43水平放置在两个支撑板151的安装槽152上，塑料圆筒41不会发生晃动，在使用完成后，用手将其直接拿出即可，比较方便。支撑座15沿着玻璃箱1的长度方向设置有两个，在进行近视眼和远视眼的矫正实验中，两个支撑座15上均放置可变透镜4，靠近激光笔2一侧的可变透镜4用来模拟眼镜，远离激光笔2一侧的可变透镜4用来模拟眼睛的晶状体，通过推动不同的注射器5来分别改变两个可变透镜4的凸凹程度，从而用来生动的模拟近视眼和远视眼如何矫正。[0035]玻璃箱1内侧的底部设有垫纸16，檀香6放置于垫纸16上，在檀香6点燃后，垫纸16能够收集檀香6燃下的烟灰。点燃檀香6后，玻璃箱1内充满烟雾，这样两根激光笔2发出的光路更为清晰可见。
[0036]玻璃箱1的侧壁上设有刻度17，刻度17位于塑料圆筒41和玻璃箱1远离激光笔2一
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侧的侧壁之间，刻度17的中部固设有竖直设置的视网膜模拟线3，用于人眼看到的光折射后的情况，通过观察刻度17能够方便地看到此时透镜的焦距。[0037]在进行试验时，注射器5通过导管51向塑料圆筒41和气球42内注水，先通过多次注水排尽塑料圆筒41和气球42内的空气，这样塑料圆筒41与气球42内就充满了水，也就形成了可变透镜4，电工胶布43缠绕在气球42的外侧对气球42进行密封。点燃檀香6，将玻璃箱1封闭，对注射器5进行推拉，塑料圆筒41与气球42之间的水会相应的增大或者缩小，由于气球42具有弹性，这样气球42会相应的增大或者缩小，气球42形成的透镜会随着气球42的增大或者缩小来持续地改变其凹度或者凸度。激光笔2在照射到气球42形成的透镜上之后，激光笔2发出的光速经过气球42形成的透镜后会随着气球42持续的增大或者缩小而持续地改变其光路，实现光路的动态变化，以方便演示，通过观察刻度17能够方便地看到此时透镜的焦距。
[0038]如图2和图4所示，在进行试验演示时，不仅可以演示凸凹透镜的所有试验，并且可以突破性延时眼睛的成像情况和近视眼远视眼成因，弥补了教材的不足，具体如下：[0039]1.凸透镜对光的会聚作用[0040]打开激光笔2，调节两束光为平行光，推动注射器5向可变透镜4中注水，形成凸透镜，能观察到光线通过凸透镜后发生了会聚，关闭激光笔2，调整可变透镜4。通过刚才的实验现象可以得出凸透镜对光线有会聚作用的结论。[0041]2.凸透镜的焦距与透镜凸出程度的关系[0042]打开激光笔2，往可变透镜4中注水，使可变透镜4变为凸透镜，通过玻璃箱1上的刻度17，读出焦距，如21.00cm。继续注水，可看到凸透镜变得更凸，焦点向可变透镜4方向移动，焦距变短，读出焦距，如16.00cm，关闭激光笔2，调整可变透镜4。通过刚才的现象可以得出凸透镜凸出程度越大，焦距越短的结论。[0043]3.凹透镜对光的发散作用[0044]打开激光笔2，调节两束光为平行光，往外抽水，使可变透镜4变成一个凹透镜，可观察到光线经凹透镜折射后明显发散，关闭激光笔2，调整可变透镜4。通过刚才的实验现象可以得出凹透镜对光具有有发散作用的结论。[0045]4.近视眼的成因
[0046]在玻璃箱1上用线条来标记视网膜的位置，即视网膜模拟线3，玻璃箱1内的自制可变透镜4用于模拟晶状体，打开激光笔2，先往可变透镜4中注水，远处射来的光刚好会聚在视网膜上，模拟正常眼的晶状体，再继续注水，模拟晶状体变厚，远处射来的光会聚在视网膜模拟线3前，这就是近视眼的成因之一，晶状体太厚折光能力太强，模拟近视眼成因的实验演示完成。
[0047]5.近视眼的矫正
[0048]在凸透镜前放一个矫正可变透镜4，调节注水量使光重新会聚在视网膜上，关闭激光笔2，再取出用于矫正的可变透镜4观察，观察到该可变透镜4为凹透镜，得出矫正近视眼应佩戴凹透镜的结论，模拟近视眼矫正的实验演示完成。[0049]6.远视眼的成因[0050]打开激光笔2，调节可变透镜4中的注水量，模拟出正常眼的晶状体，使光会聚在视网膜视网膜模拟线3上，再继续抽水，模拟晶状体变薄，光会聚在视网膜模拟线3后，这就是
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远视眼的成因之一，晶状体太薄折光能力太弱，模拟远视眼成因的实验演示完成。[0051]7.远视眼的矫正
[0052]在凸透镜前放一个矫正可变透镜4，调节注水量使光重新会聚在视网膜模拟线3上，关闭激光笔2，取出用于矫正的可变透镜4观察，能观察到该可变透镜4为凸透镜，得出矫正远视眼应佩戴凸透镜的结论。模拟远视眼矫正的实演示验完成。[0053]这样一个实验器材能够完成七种不同的实验，提高了实验器材的利用率。[0054]虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。
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