夏千惠

（西南大學(xué)附屬中學(xué)高中二年級，重慶）

一、研究背景及存在的問題

在中學(xué)物理教學(xué)過程中，需要用到較多的實(shí)驗(yàn)器材，其中涉及光學(xué)的部分，需要用到光學(xué)物理實(shí)驗(yàn)架。在光學(xué)實(shí)驗(yàn)過程中對光學(xué)原理進(jìn)行講解教學(xué)，使學(xué)生更易理解光學(xué)原理。

現(xiàn)有的光學(xué)物理實(shí)驗(yàn)架一般包括滑桿、依次安裝在滑桿上的若干實(shí)驗(yàn)配件支架，將各實(shí)驗(yàn)配件分別固定在不同的實(shí)驗(yàn)配件支架上。實(shí)驗(yàn)配件包括光源件、透鏡、聚焦板、單縫架、雙縫架等，當(dāng)需要移動這些實(shí)驗(yàn)配件時，往往是直接握住實(shí)驗(yàn)配件支架并沿著滑桿滑動，這種移動方式存在缺陷。在移動時，實(shí)驗(yàn)配件支架易存在抖動情況，移動費(fèi)力，其實(shí)驗(yàn)配件很容易偏離原來的水平安裝線，造成實(shí)驗(yàn)不準(zhǔn)確。

二、光學(xué)物理實(shí)驗(yàn)架設(shè)計(jì)創(chuàng)新

本設(shè)計(jì)創(chuàng)新的目的就在于為了解決上述問題而提供一種光學(xué)物理實(shí)驗(yàn)架。

（一）結(jié)構(gòu)圖及基本原理

將各實(shí)驗(yàn)配件一一對應(yīng)安裝于各實(shí)驗(yàn)配件支架上，安裝方法是將實(shí)驗(yàn)配件的立桿插入實(shí)驗(yàn)配件限位孔中至適當(dāng)深度，然后利用鎖緊螺栓將其固定。

在做光學(xué)物理實(shí)驗(yàn)時，需要移動各實(shí)驗(yàn)配件的位置，移動方法是，轉(zhuǎn)動與待移動實(shí)驗(yàn)配件對應(yīng)的繞線盤，從而與其連接的拉線可以拉動其沿著滑桿移動，在刻度尺上可以讀取實(shí)驗(yàn)配件的移動距離。

（二）基本結(jié)構(gòu)說明

1.支腳架

支撐安裝在所述支腳架上的兩根滑桿，兩根所述滑桿相互平行并沿左右方向布置。

2.兩根盤軸

盤軸與滑桿位于同一水平安裝面上，盤軸與滑桿垂直，兩根盤軸和兩根滑桿依次首尾固定連接并構(gòu)成水平布置的長方形框架結(jié)構(gòu)。

3.刻度尺

刻度尺沿左右方向布置并位于滑桿的下方。

4.實(shí)驗(yàn)配件支架

沿左右方向依次排列安裝的若干實(shí)驗(yàn)配件支架，實(shí)驗(yàn)配件支架同時套接在兩根滑桿上并可滑動，其沿豎直方向開設(shè)有實(shí)驗(yàn)配件限位孔、實(shí)驗(yàn)配件限位孔為通孔且裝配有用于鎖緊實(shí)驗(yàn)配件的鎖緊螺栓，鎖緊螺栓與所述實(shí)驗(yàn)配件限位孔垂直。

5.往復(fù)驅(qū)動機(jī)構(gòu)

沿前后方向依次布置的往復(fù)驅(qū)動機(jī)構(gòu)，往復(fù)驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括兩個繞線盤以及同時纏繞在兩個繞線盤上的拉線。兩個繞線盤分別套接在兩根盤軸上并均可轉(zhuǎn)動，拉線設(shè)置有兩個活動端。往復(fù)驅(qū)動機(jī)構(gòu)與實(shí)驗(yàn)配件支架一一對應(yīng)連接，拉線的兩個活動端分別捆綁在其中一個實(shí)驗(yàn)配件支架的左右兩側(cè)，且拉線的線身沿左右方向貫穿其他實(shí)驗(yàn)配件支架。

6.其他配件及組合

實(shí)驗(yàn)配件支架設(shè)置有用于與拉線的活動端連接的拉線捆綁部、若干過線孔，過線孔為沿左右方向布置的通孔。實(shí)驗(yàn)配件支架設(shè)置有兩個分別套接在兩根滑桿上的套孔，套孔為可分離的兩半組裝式結(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)配件支架通過螺釘連接有鎖蓋，鎖蓋與實(shí)驗(yàn)配件支架上均開設(shè)有半圓孔，鎖蓋的半圓孔與實(shí)驗(yàn)配件支架的半圓孔組合在一起并構(gòu)成套孔。鎖蓋的半圓孔與實(shí)驗(yàn)配件支架的半圓孔銜接部均加工為圓角結(jié)構(gòu)。鎖蓋的外側(cè)面加工有指向所述刻度尺的位置指示槽。盤軸為直桿結(jié)構(gòu)，其圓柱面上開設(shè)有若干環(huán)形槽，繞線盤一一對應(yīng)卡接在環(huán)線槽內(nèi)并可轉(zhuǎn)動。每個繞線盤的邊緣部均連接有手柄。

三、結(jié)語

該光學(xué)物理實(shí)驗(yàn)架可通過往復(fù)驅(qū)動機(jī)構(gòu)帶動實(shí)驗(yàn)配件支架沿著滑桿往復(fù)移動，實(shí)驗(yàn)人員無需直接接觸實(shí)驗(yàn)配件支架，移動時實(shí)驗(yàn)配件支架不易抖動，連續(xù)性好，移動時更省力，實(shí)驗(yàn)配件不易偏離原來的水平安裝線，在一定程度上保證了實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性；通過刻度尺能夠及時讀取實(shí)驗(yàn)配件支架的移動距離；整體結(jié)構(gòu)較為簡單，制作成本較低易推廣。