[實用新型]一種蝴蝶杯原理實驗裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200920210670.0
• 申請日: 2009-10-13
• 公開（公告）號: CN201681524U
• 公開（公告）日: 2010-12-22
• 發(fā)明（設計）人: 吳天韻;劉志強;黃曾新
• 申請（專利權）人: 上海市育才初級中學
• 主分類號: G09B23/22
• 分類號: G09B23/22
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 王敏杰

技術領域

本實用新型涉及一種實驗裝置，尤其涉及一種蝴蝶杯原理實驗裝置。

背景技術

蝴蝶杯是中國古代發(fā)明的一種特殊酒杯，它在不盛酒時與普通杯無異，一旦裝滿酒，會看到杯底，有蝴蝶起舞，傳說中的這種蝴蝶杯非常奇特，只要斟酒入杯，就可以看到林中有一只蝴蝶翩翩起舞；將酒倒去，蝴蝶也不見了。本發(fā)明用直桶狀上下有口的玻璃容器，把一個凸面打毛的凸透鏡，安裝在玻璃容器某個位置上，采用磨砂玻璃恢復圖像特性和復合透鏡原理，在不盛水時，從上面不能看到杯下書內(nèi)字畫，只要向杯內(nèi)灌水，就立刻看到杯下書中字畫，是一種有趣的光學教學具，可以通過學生自己放置任意圖片自己進行觀察實驗，增加了學習的趣味性。

傳說中的“蝴蝶杯”作為愛情信物在民間流傳，作為稀世之寶被官吏收藏，但許多人在現(xiàn)實生活中并沒有見過。1979年，“蝴蝶杯”在侯馬市郊區(qū)崖口村的一村民家被發(fā)現(xiàn)，轟動全國。

蝴蝶杯已于70年代末在山西省侯馬市被復制成功，在侯馬502廠工作的周尚明對“蝴蝶杯”產(chǎn)生了濃厚興趣，創(chuàng)建了尚明陶?瓷研究所，他足跡踏遍西安、唐山、廣州、景德鎮(zhèn)等地，還在唐山住了1年，耗資10萬元才燒制出陶瓷“蝴蝶杯”，后來又經(jīng)過上萬次的試驗，解決了“蝴蝶杯”陶瓷工藝的難題，酒杯晶瑩剔透，杯滿蝶現(xiàn)翩翩起舞，酒干蝶隱靜若酣臥的景象再次呈現(xiàn)于世人面前。其原理是這樣的：杯子分為上下兩部分，上半部分是杯體，杯體底部做成凸透鏡形狀，安在下半部分的杯腳上。杯腳里以細彈簧(游絲)裝上一個彩蝶，只要杯稍受騷擾，彩蝶就能舞動。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的是提供一種蝴蝶杯原理實驗裝置，包括杯身，凸透鏡，將凸透鏡固定放置在杯身內(nèi)部的任一位置；杯身為圓筒狀上下開口的玻璃器皿；凸透鏡為凸面打毛；打毛的凸透鏡上面可倒入酒精或水。

在使用時，可以把字畫或圖片套在下口內(nèi)，如果從上口向下觀察，由于凸透鏡焦距不在物距觀察范圍以及凸透鏡的凸面漫反射與漫折射，觀察者不會發(fā)現(xiàn)杯子下的字畫和圖案。

如果在上口加入酒精或者水后，由于液體將凸毛面填平，同時形成復合透鏡，從上向下觀察就可以看見字畫和圖案。

它具有以下原理：

1、放大鏡原理：

當手持放大鏡觀看書中字畫時，要移動放大鏡到一定距離才能看到清晰的字畫，移動放大鏡與字畫間距離，會使字畫模糊甚至消失，這是因為光凸透鏡都有一個焦距，只有明視距離與焦距比在一定范?圍內(nèi)才行，當物距擴大超過一定范圍后就不行了，如圖1所示。

2、復合透鏡原理：

白酒與清水也是有折射作用的，在杯底有一個凸透鏡，再加入水后，水對杯壁的潤濕作用，水面呈下凹形，相當于一枚凹透鏡，如圖2所示，凹透鏡與凸透鏡組成一個復合透鏡，復合透鏡焦距大于凸透鏡。同時，水與玻璃之間折射率的差異也小于空氣與玻璃之間折射率的差，這進一步增加了復合透鏡的焦距，使原先看不清的字畫落在復合透鏡焦距之內(nèi)，生成放大的虛像。復合透鏡起到了放大鏡的作用，所以人眼能清清楚楚地看到放大了字畫。

3、磨砂玻璃恢復圖像特性：

當通過一塊光潔的透明玻璃觀看字畫時，能清晰看到，但是如果將其一面打毛，形成漫反射與漫折射，這時就不能通過它觀察到清晰字畫了，但是對其毛面加少許水，由于水分子能將毛面填平，重新恢復圖像特性。

本實用新型蝴蝶杯原理實驗裝置由于采用了上述方案，使之與現(xiàn)有技術相比，具有以下優(yōu)點和積極的效果：

1、結構簡單，成本比較低；

2、可以直接用于演示和實驗，觀察效果非常明顯；

3、可以通過放置任意圖片自己進行觀察實驗，增加了學習的趣味性，改變了復制的蝴蝶杯在杯內(nèi)放置已有的固定物體觀察。

附圖說明

圖1是放大鏡圖。

圖2是復合透鏡圖。

圖3是磨砂玻璃恢復圖像圖。

圖4(a)是凸透鏡焦距不在物距上以及凸透鏡漫反射和漫折射圖。

圖4(b)是加入酒精或水圖。

具體實施方式

如圖所示一種蝴蝶杯原理實驗裝置，包括杯身4，凸透鏡5，將凸透鏡固定放置在杯身內(nèi)部的任一位置；杯身為圓筒狀上下開口的玻璃器皿；凸透鏡為凸面打毛；打毛的凸透鏡上面可倒入酒精1或水6。

請結合參見圖1至圖4(b)，它采用的是直桶狀上下有口的玻璃容器，并把一個凸透鏡的凸面打毛，安裝在玻璃容器內(nèi)某個位置上，使凸透鏡離下口距離h有一個定值。

在使用時，可以把字畫或圖片套在下口內(nèi)，如果從上口向下觀察，由于凸透鏡焦距不在物距觀察范圍以及凸透鏡的凸面漫反射與漫折射，觀察者不會發(fā)現(xiàn)杯子下的字畫和圖案。