專利名稱:電子云、原子軌道教學(xué)模型電動(dòng)演示裝置的制作方法
本發(fā)明是用于化學(xué)教學(xué)的一種電子云、原子軌道教學(xué)模型電動(dòng)演示裝置。
現(xiàn)有的電子云、原子軌道實(shí)驗(yàn)教具大體上可分為兩類一類是用木材、塑料或其它材料制成的實(shí)體模型，這類教具雖然能呈現(xiàn)各種不同形狀的電子云和原子軌道，但不形象，無法體現(xiàn)電子在核外空間的動(dòng)態(tài)幾率分布和電子云的內(nèi)部形象;另一類教具是借用幻燈片，這類教具雖有動(dòng)態(tài)感覺，但仍然是平面圖像，無立體感覺。這兩類教具用于化學(xué)教學(xué)時(shí)，學(xué)生難于理解，也不易形成正確的概念。
本發(fā)明的目的就在于為化學(xué)教學(xué)提供一種動(dòng)態(tài)、立體和形象生動(dòng)的電子云、原子軌道教學(xué)模型電動(dòng)演示裝置。
本發(fā)明的裝置，具有演示平臺(tái)(1)、電動(dòng)演示裝置(2、3、4)和教學(xué)模型(5～21)(如圖1)。
教學(xué)模型(5)用來演示氫原子電子云;(6)用來演示P電子云;(7)用來演示d2z電子云;(8)用來演示雜化電子云;(9)用來組合演示雜化電子云。
教學(xué)模型(11)用來演示1S原子軌道;(12)用來演示“1S+2S”原子軌道;(13)用來演示2P原子軌道，也用來組合演示π鍵;(14)用來演示“2P+3P”原子軌道;(15)用來演示d原子軌道;(16)用來演示SP雜化軌道;(17)、(18)用來演示δ鍵;(19)用來演示P原子軌道;(20)用來組合演示SP3、SP2雜化軌道;(21)用來演示苯分子大π鍵。
教學(xué)模型(5～21)的透明薄片(22、24)和骨架(25、28)的形狀是與實(shí)體模型在正投影視圖上的形狀相符的。
教學(xué)模型(5、6、7、8)由透明薄片(22)和插桿(23)組成(如圖2)，透明薄片(22)上有若干按核外電子幾率分布的微小的通孔，其中教學(xué)模型(5)的透明薄片(22)的中心還有一個(gè)彩色園球(26)，插桿(23)沿透明薄片(22)的豎直中心線在其底部與之聯(lián)接，透明薄片(22)的厚度為1～2毫米。
教學(xué)模型(5、6、7、8)也可由插桿(23)、透明薄片(24)和骨架(25)組成(如圖4)，透明薄片(24)厚度為0.2～0.8毫米，其上有若干按核外電子幾率分布的微小的通孔，其中教學(xué)模型(5)的透明薄片(24)的中心還有一個(gè)彩色園球(26)，透明薄片(24)與骨架(25)聯(lián)接，插桿(23)沿骨架(25)的豎直中心線在其底部與之聯(lián)接。
教學(xué)模型(9、10)由插桿(23)、透明薄片(24)、骨架(25)和套筒(27)組成(如圖3)，透明薄片(24)厚度為0.2～0.8毫米，其上有若干按核外電子幾率分布的微小的通孔，它與骨架(25)聯(lián)接，插桿(23)沿骨架(25)的豎直中心線在其底部與之聯(lián)接，套筒(27)套裝在骨架(25)的過渡段上。
骨架(25)提高了教學(xué)模型(5～10)的強(qiáng)度和剛度，也防止了教學(xué)模型(5～10)旋轉(zhuǎn)時(shí)可能產(chǎn)生的擺動(dòng)，插桿(23)在施加一預(yù)應(yīng)力后，能插入電動(dòng)演示裝置(2、4)的微型電動(dòng)機(jī)(37)軸上的漲套(38)中一定深度。
演示時(shí)，快速轉(zhuǎn)動(dòng)的教學(xué)模型(5～10)上的微小的通孔所留下的清晰的影跡，便立體、動(dòng)態(tài)和形象生動(dòng)地體現(xiàn)了電子在核外空間的動(dòng)態(tài)幾率分布和電子云的內(nèi)部形象。彩色園球(26)清晰地表示了氫原子核。
教學(xué)模型(11～18)由插桿(23)和骨架(28)組成(如圖5)，插桿(23)與骨架(28)的聯(lián)接除教學(xué)模型(12)是插桿(23)沿骨架(28)的豎直中心線在其內(nèi)骨架的底部與之聯(lián)接外，其它的均沿骨架(28)的豎直中心線在其底部與之聯(lián)接，骨架(28)上有毛狀物質(zhì)。
教學(xué)模型(19、20)由插桿(23)、骨架(28)和套筒(27)組成(如圖6)，插桿(23)沿骨架(28)的豎直中心線在其底部與之聯(lián)接，套筒(27)套裝在骨架(28)的過渡段上，骨架(28)上有毛狀物質(zhì)。
教學(xué)模型(21)由插桿(23)、骨架(28)、正六邊形骨架(29)和橫梁(30)組成(如圖7)，橫梁(30)在正六邊形骨架(29)的一對(duì)對(duì)應(yīng)邊的兩個(gè)中點(diǎn)與之聯(lián)接，插桿(23)在正六邊形骨架(29)的豎直平面內(nèi)與橫梁(30)的中點(diǎn)相聯(lián)接且垂直于橫梁(30)，骨架(28)和正六邊形骨架(29)上有毛狀物質(zhì)。
教學(xué)模型(11～21)快速旋轉(zhuǎn)，便得到了立體、動(dòng)態(tài)和形象生動(dòng)的原子軌道影跡，毛狀物質(zhì)增加了這種影跡的可見度。
演示平臺(tái)由底坐(31、34)、調(diào)節(jié)元件(32)、支撐桿(33)和鎖緊元件(35、36)組成(如圖8)，支撐桿(33)垂直于底坐(31)的表平面，其豎直中心線在其底坐(31)的表平面上的連線呈正三角形。為了便于組合演示時(shí)各個(gè)教學(xué)模型位置的調(diào)整，底坐(34)的兩個(gè)端面，一個(gè)與支撐桿(33)的豎直中心線平行，另一個(gè)則與之成109°28′角度，端面上分別有安裝電動(dòng)演示裝置(4)的微型電動(dòng)機(jī)(37)的孔，孔中心線垂直于其端面。支撐桿(33)與底坐(31)的聯(lián)接是可拆卸的，底坐(34)上有將底坐(34)與支撐桿(33)鎖緊的鎖緊元件(35)，有將微型電動(dòng)機(jī)(37)與底坐(34)鎖緊的鎖緊元件(36)，演示平臺(tái)(1)的水平位置是通過調(diào)節(jié)元件(32)來調(diào)節(jié)的。
電動(dòng)演示裝置(2)由微型電動(dòng)機(jī)(37)、漲套(38)、加固套(39)和外殼(40)組成(如圖10);電動(dòng)演示裝置(3)由微型電動(dòng)機(jī)(37)、漲套(38)、加固套(39)、外殼(40)和齒輪(41～44)組成(如圖11);電動(dòng)演示裝置(4)由微型電動(dòng)機(jī)(37)、漲套(38)和加固套(39)組成(如圖9);
電動(dòng)演示裝置(2、3、4)的漲套(38)是由彈性材料制成的，在施加一預(yù)應(yīng)力后能裝入加固套(39)中，在其一端施加一預(yù)應(yīng)力后，另一端能裝入微型電動(dòng)機(jī)(37)的軸或齒輪(41、44)的軸一定深度(如A放大)，漲套(38)的設(shè)置是為了便于教學(xué)模型(5～21)的插桿(23)能方便插入和拔出，加固套(39)是防止演示中可能出現(xiàn)的教學(xué)模型(5～21)的搖晃。
電動(dòng)演示裝置(3)的齒輪(41)、(43)、(44)的齒數(shù)是相同的，這樣就使齒輪(41)、(44)的軸得到方向相反、大小相同的轉(zhuǎn)速，這樣就可以用來演示π鍵。
本發(fā)明與現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)教具相比有如下的優(yōu)點(diǎn)1.演示時(shí)所得到的是立體、動(dòng)態(tài)和形象生動(dòng)的影跡，使學(xué)生易于理解和易形成正確的概念。
2.本發(fā)明既可單獨(dú)演示，又可組合演示，而且教學(xué)模型(5～20)都是平面的薄片或骨架，因而使教學(xué)模型的數(shù)量減少且易于攜帶。
附圖1 電子云、原子軌道教學(xué)模型電動(dòng)演示裝置示意圖。
附圖2 教學(xué)模型(5～8)示意圖。
附圖3 教學(xué)模型(9、10)示意圖。
附圖4 教學(xué)模型(5～8)示意圖。
附圖5 教學(xué)模型(11～18)示意圖。
附圖6 教學(xué)模型(19、20)示意圖。
附圖7 教學(xué)模型(21)示意圖。
附圖8 演示平臺(tái)(1)示意圖。
附圖9 電動(dòng)演示裝置(4)示意圖。
附圖10 電動(dòng)演示裝置(2)示意圖。
附圖11 電動(dòng)演示裝置(3)示意圖。
下面結(jié)合一種較好的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說明教學(xué)模型(5、6、7、8)(如圖2)，透明薄片(24)厚度為0.2毫米，其上鉆有若干按核外電子幾率分布的微小的通孔，教學(xué)模型(5)的透明薄片(22)的中心還鑲嵌有一個(gè)紅色園球(26)，插桿(23)是一金屬園棍，它沿透明薄片(22)的豎直中心線在其底部與之粘接。
教學(xué)模型(9、10)(如圖3)，透明薄片(24)厚度為0.2毫米，其上鉆有若干按核外電子幾率分布的微小的通孔，骨架(25)由金屬絲彎制而成，插桿(23)是一金屬園棍，透明薄片(24)粘接在骨架(25)上，插桿(23)沿骨架(25)的豎直中心線在其底部與之焊接，套筒(27)套裝在骨架(25)的過渡段上后，能轉(zhuǎn)動(dòng)。
教學(xué)模型(11～18)(如圖5)，骨架(28)由金屬絲彎制而成，插桿(23)是一金屬園棍，它與骨架(28)的聯(lián)接除教學(xué)模型(12)是插桿(23)沿骨架(28)的豎直中心線在其內(nèi)骨架的底部與之焊接外，其它的均沿豎直中心線在其底部與之焊接，骨架(28)上纏有淺色毛線。
教學(xué)模型(19、20)(如圖6)，骨架(28)由金屬絲彎制而成，插桿(23)是一金屬園棍，它沿骨架(28)的豎直中心線在其底部與之焊接，套筒(27)套裝在骨架(28)的過渡段上，能轉(zhuǎn)動(dòng)，骨架(28)上纏有淺色毛線。
教學(xué)模型(21)(如圖7)，骨架(26)和正六邊形骨架(29)由金屬絲彎制而成，橫梁(30)和插桿(23)均為金屬園棍，骨架(28)和正六邊形骨架(29)的聯(lián)接均為焊接，橫梁(30)焊接在正六邊形骨架(29)的一對(duì)對(duì)應(yīng)邊的兩個(gè)中點(diǎn)上，插桿(23)在正六邊形骨架(29)的垂直平面內(nèi)與橫梁(30)的中點(diǎn)相焊接且垂直于橫梁(30)，骨架(28)和正六邊形骨架(29)上纏有淺色毛線。
演示平臺(tái)(1)(如圖8)，調(diào)節(jié)元件(32)及鎖緊元件(35、36)均是螺紋件，支撐桿(33)垂直于底坐(31)的表平面，它的豎直中心線在底坐(31)的表平面上的連線呈正三角形，它與底坐(31)的聯(lián)接是可拆卸的。支撐桿(33)上的底坐(34)可繞其轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)?shù)鬃?34)的位置確定后，由鎖緊元件(35)鎖緊固定。底坐(34)的兩個(gè)端面，一個(gè)與支撐桿(33)的豎直中心線平行，而另一個(gè)則與之成109°28′角度，其上各開有安裝電動(dòng)演示裝置(4)的微型電動(dòng)機(jī)(37)的孔，孔中心線與端面相垂直，微型電動(dòng)機(jī)(37)由鎖緊元件(36)鎖緊固定。
電動(dòng)演示裝置(2、3、4)(如圖10、11、9)，漲套(38)是彈性材料制成的，它在施加一預(yù)應(yīng)力后裝入加固套(39)中，在施加一預(yù)應(yīng)力后插入電動(dòng)演示裝置(2、4)的微型電動(dòng)機(jī)(37)的軸和電動(dòng)演示裝置(3)的齒輪(41)、(44)的軸一定深度，電動(dòng)演示裝置(3)的齒輪(41)、(43)、(44)的齒數(shù)相同。
教學(xué)模型(5～21)的插桿(23)在施加一預(yù)應(yīng)力后能插入電動(dòng)演示裝置(2、3、4)的漲套(38)中一定深度。
權(quán)利要求
1.電子云、原子軌道教學(xué)模型電動(dòng)演示裝置，具有演示平臺(tái)(1)、電動(dòng)演示裝置(2、3、4)和教學(xué)模型(5～21)。本發(fā)明的特征是教學(xué)模型(5～21)，其特征在于a.教學(xué)模型(5、6、7、8)由透明薄片(22)、插桿(23)組成，b.教學(xué)模型(5、6、7、8)由插桿(23)、透明薄片(24)、骨架(25)組成。c.教學(xué)模型(9、10)由插桿(23)、透明薄片(24)、骨架(25)、和套筒(27)組成，d.教學(xué)模型(11～18)由插桿(23)和骨架(28)組成，e.教學(xué)模型(19、20)由插桿(23)、套筒(27)和骨架(28)組成，f.教學(xué)模型(21)由插桿(23)、骨架(28)、正六邊形骨架(29)和橫梁(30)組成。
2.根據(jù)權(quán)力要求1.所述的電子云、原子軌道教學(xué)模型電動(dòng)演示裝置，其特征在于透明薄片(22)上有若干按核外電子云幾率分布的微小的通孔。
3.根據(jù)權(quán)力要求1.或2.所述的電子云、原子軌道教學(xué)模型電動(dòng)演示裝置，其特征在于插桿(23)沿透明薄片(22)的豎直中心線在其底部與之聯(lián)接。
4.根據(jù)權(quán)力要求1.、2.或3.所述的電子云、原子軌道教學(xué)模型電動(dòng)演示裝置，其特征在于教學(xué)模型(5)的透明薄片(22)的中心還有一個(gè)彩色的園球(26)。
5.根據(jù)權(quán)力要求1.所述的電子云、原子軌道教學(xué)模型電動(dòng)演示裝置，其特征在于透明薄片(24)上有若干按核外電子幾率分布的微小的通孔。
6.根據(jù)權(quán)力要求1.或5.所述的電子云、原子軌道教學(xué)模型電動(dòng)演示裝置，其特征在于透明薄片(24)與骨架(25)聯(lián)接，插桿(23)沿骨架(25)的豎直中心線在其底部與之聯(lián)接。
7.根據(jù)權(quán)力要求1.、5.或6.所述的電子云、原子軌道教學(xué)模型電動(dòng)演示裝置，其特征在于教學(xué)模型(9、10)的骨架(25)的過渡段上套裝著套筒(27)。
8.根據(jù)權(quán)力要求1.、5或6.所述的電子云、原子軌道教學(xué)模型電動(dòng)演示裝置，其特征在于教學(xué)模型(5)的透明薄片(24)的中心還有一個(gè)彩色園球(26)。
9.根據(jù)權(quán)力要求1.所述的電子云、原子軌道教學(xué)模型電動(dòng)演示裝置，其特征在于插桿(23)與骨架(28)的聯(lián)接，除教學(xué)模型(12)是插桿(23)沿骨架(28)的豎直中心線在其內(nèi)骨架的底部與之聯(lián)接外，其它均沿骨架(28)的豎直中心線在其底部與之聯(lián)接。
10.根據(jù)權(quán)力要求1.或9.所述的電子云、原子軌道教學(xué)模型電動(dòng)演示裝置，其特征在于教學(xué)模型(19、20)的骨架(28)的過渡段上套裝著套筒(27)。
11.根據(jù)權(quán)力要求1.、9.或10.所述的電子云、原子軌道教學(xué)模型電動(dòng)演示裝置，其特征在于骨架(28)上有毛狀物質(zhì)。
12.根據(jù)權(quán)力要求1.所述的電子云、原子軌道教學(xué)模型電動(dòng)演示裝置，其特征在于橫梁(30)在正六邊形骨架(29)的一對(duì)對(duì)應(yīng)邊的兩個(gè)中點(diǎn)上與之聯(lián)接，插桿(23)在正六邊形骨架(29)的垂直平面內(nèi)與橫梁(30)的中點(diǎn)相聯(lián)接，且垂直于橫梁(30)。
13.根據(jù)權(quán)力要求1.或12所述的電子云、原子軌道教學(xué)模型電動(dòng)演示裝置，其特征在于骨架(28)和正六邊形骨架(29)上有毛狀物質(zhì)。
14.根據(jù)權(quán)力要求1.所述的電子云、原子軌道教學(xué)模型電動(dòng)演示裝置，其特征在于插桿(23)在施加一預(yù)應(yīng)力后能插入電動(dòng)演示裝置(2、3、4)的漲套(38)一定深度。
15.電子云、原子軌道教學(xué)模型電動(dòng)演示裝置，具有演示平臺(tái)(1)、電動(dòng)演示裝置(2、3、4)和教學(xué)模型(5～21)。本發(fā)明的特征是演示平臺(tái)(1)，演示平臺(tái)(1)具有底坐(31、34)、調(diào)節(jié)元件(32)、支撐桿(33)、鎖緊元件(35、36)，其特征在于a.支撐桿(33)垂直于底坐(31)的表平面，其豎直中心線在底坐(31)的表平面上的連線呈正三角形，b.支撐桿(33)與底坐(31)的聯(lián)接是可拆卸的，c.底坐(34)的兩個(gè)端面，一個(gè)與支撐桿(33)的豎直中心線平行，另一個(gè)則與之成109°28′角度，端面上分別有安裝電動(dòng)演示裝置(4)的微型電動(dòng)機(jī)(37)的孔，孔中心線垂直于端面。
16.根據(jù)權(quán)力要求15.所述的電子云、原子軌道教學(xué)模型電動(dòng)演示裝置，其特征在于底坐(34)上有將底坐(34)與支撐桿(33)鎖緊的鎖緊元件(35)，有將微型電動(dòng)機(jī)(37)與底坐(34)鎖緊的鎖緊元件(36)。
17.根據(jù)權(quán)力要求15.或16.所述的電子云、原子軌道教學(xué)模型電動(dòng)演示裝置，其特征在于演示平臺(tái)(1)的水平位置是通過調(diào)節(jié)元件(32)來調(diào)節(jié)的。
18.電子云、原子軌道教學(xué)模型電動(dòng)演示裝置，具有演示平臺(tái)(1)、電動(dòng)演示裝置(2、3、4)和教學(xué)模型(5～21)，本發(fā)明的特征是電動(dòng)演示裝置(2、3、4)。電動(dòng)演示裝置(2)具有微型電動(dòng)機(jī)(37)、漲套(38)、加固套(39)和外殼(40)，電動(dòng)演示裝置(3)具有微型電動(dòng)機(jī)(37)、漲套(38)、加固套(39)、外殼(40)和齒輪(41～44)，電動(dòng)演示裝置(4)具有微型電動(dòng)機(jī)(37)、漲套(38)和加固套(39)，其特征在于a.漲套(38)在施加一預(yù)應(yīng)力后能裝入加固套(39)中，b.漲套(38)的一端施加一預(yù)應(yīng)力后，另一端能插入微型電動(dòng)機(jī)(37)的軸或齒輪(41、44)的軸一定深度，c.齒輪(41)、(43)、(44)的齒數(shù)相同。
19.根據(jù)權(quán)力要求1.或18.所述的電子云、原子軌道教學(xué)模型電動(dòng)演示裝置，其特征在于漲套(38)是由彈性材料制成的。
專利摘要
一種電子云、原子軌道教學(xué)模型電動(dòng)演示裝置。具有演示平臺(tái)、電動(dòng)演示裝置和教學(xué)模型。
文檔編號(hào)G09B23/24GK86101102SQ86101102
公開日1987年9月2日 申請(qǐng)日期1986年2月2日
發(fā)明者張同輝 申請(qǐng)人:四川省西昌市第一中學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan