不易偏離中心線的中學光學物理實驗架設計創新

夏千惠

（西南大學附屬中學高中二年級，重慶）

一、研究背景及存在的問題

在中學物理教學過程中，需要用到較多的實驗器材，其中涉及光學的部分，需要用到光學物理實驗架。在光學實驗過程中對光學原理進行講解教學，使學生更易理解光學原理。

現有的光學物理實驗架一般包括滑桿、依次安裝在滑桿上的若干實驗配件支架，將各實驗配件分別固定在不同的實驗配件支架上。實驗配件包括光源件、透鏡、聚焦板、單縫架、雙縫架等，當需要移動這些實驗配件時，往往是直接握住實驗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，實驗配件支架易存在抖動情況，移動費力，其實驗配件很容易偏離原來的水平安裝線，造成實驗不準確。

二、光學物理實驗架設計創新

本設計創新的目的就在于為了解決上述問題而提供一種光學物理實驗架。

（一）結構圖及基本原理

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

在做光學物理實驗時，需要移動各實驗配件的位置，移動方法是，轉動與待移動實驗配件對應的繞線盤，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驗配件的移動距離。

（二）基本結構說明

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成水平布置的長方形框架結構。

3.刻度尺

刻度尺沿左右方向布置并位于滑桿的下方。

4.實驗配件支架

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

5.往復驅動機構

沿前后方向依次布置的往復驅動機構，往復驅動機構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動，拉線設置有兩個活動端。往復驅動機構與實驗配件支架一一對應連接，拉線的兩個活動端分別捆綁在其中一個實驗配件支架的左右兩側，且拉線的線身沿左右方向貫穿其他實驗配件支架。

6.其他配件及組合

實驗配件支架設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。實驗配件支架設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構。實驗配件支架通過螺釘連接有鎖蓋，鎖蓋與實驗配件支架上均開設有半圓孔，鎖蓋的半圓孔與實驗配件支架的半圓孔組合在一起并構成套孔。鎖蓋的半圓孔與實驗配件支架的半圓孔銜接部均加工為圓角結構。鎖蓋的外側面加工有指向所述刻度尺的位置指示槽。盤軸為直桿結構，其圓柱面上開設有若干環形槽，繞線盤一一對應卡接在環線槽內并可轉動。每個繞線盤的邊緣部均連接有手柄。

三、結語

該光學物理實驗架可通過往復驅動機構帶動實驗配件支架沿著滑桿往復移動，實驗人員無需直接接觸實驗配件支架，移動時實驗配件支架不易抖動，連續性好，移動時更省力，實驗配件不易偏離原來的水平安裝線，在一定程度上保證了實驗的準確性；通過刻度尺能夠及時讀取實驗配件支架的移動距離；整體結構較為簡單，制作成本較低易推廣。