[其他]彩色分解與合成演示儀

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 85204962
• 申請(qǐng)日: 1985-11-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN85204962U
• 公開(kāi)（公告）日: 1987-07-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 讓?xiě)c瀾;華莉珍;李文河
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G09B23/22
• 分類(lèi)號(hào): G09B23/22
• 代理公司: 北京大學(xué)專(zhuān)利事務(wù)所
• 代理人: 陳美章

本實(shí)用新型屬于物理教學(xué)演示儀器。

目前彩色電視，彩色照相、彩色印刷等已逐步普及。對(duì)于彩色的分解與合成知識(shí)的需要日益迫切。在現(xiàn)有的彩色演示儀中以及所查閱文獻(xiàn)（見(jiàn)附錄）中，尚沒(méi)有較全面而又直觀、準(zhǔn)確的演示彩色分解與合成的儀器。而且在現(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)白光的分解與合成多是采用牛頓的方法，即用牛頓盤(pán)，或用平行光經(jīng)三棱鏡分光，再經(jīng)另一個(gè)三棱鏡合成白光，此法是在形成光譜前合成白光，無(wú)異取消了色散元件，失去了彩色合成的說(shuō)服力。“物理實(shí)驗(yàn)”1985年第二期一譯文????????（The????Physics????Teacher????9（1982）P403）中所述的方法，僅在觀察方向與屏幕平行時(shí)，才可看到合成的白光，它不便于眾多的觀眾同時(shí)觀察，且光源的能量浪費(fèi)較大。此外，在現(xiàn)有的彩色合成演示儀中，多用濾色片，每個(gè)濾色片透過(guò)一種“原色”光，形成“三原色”，其與光波波長(zhǎng)聯(lián)系不上，即觀眾無(wú)法得知透過(guò)三個(gè)濾色片的光究競(jìng)是那一波段光，何種光譜成分。在現(xiàn)行的辦法中，把入射光的絕大部分能量吸收掉，造成光能的浪費(fèi)，并且不能演示三張濾色片的分光譜吸收特性。

為此，設(shè)計(jì)了新型的彩色分解與合成演示儀。該儀器具有多功能演示的特點(diǎn)，從光路的設(shè)計(jì)到演示方法都具有獨(dú)到之處，能全面、準(zhǔn)確、直觀的演示彩色的分解與合成的物理本質(zhì)，適應(yīng)了教學(xué)的需要，也適合普及彩色合成知識(shí)用于彩色電視、照相、印刷等各個(gè)技術(shù)領(lǐng)域中。

本儀器所演示的內(nèi)容如下：

一、演示白光分解為“七色”及“七色”再合成白光

其裝置如圖1所示，S為溴鎢燈〔1〕視為點(diǎn)光源，經(jīng)凸透鏡L₁〔2〕聚光后成為平行光，由三棱鏡〔3〕分光后，成為不同方向的平行光，三棱鏡〔3〕其邊長(zhǎng)為68±5mm，高為46±5mm。分光后，這些不同方向的平行光，在相當(dāng)大一個(gè)空間內(nèi)互相間還是重疊的。因而在此空間內(nèi)仍然顯現(xiàn)為白色，我們稱(chēng)這個(gè)空間為“白光”區(qū)域。技術(shù)關(guān)鍵之一是設(shè)計(jì)一“物”即圓孔光闌〔4〕，剛好放置在這個(gè)“白光”區(qū)域中，將圓形光闌〔4〕緊貼透鏡L₂〔5〕的前方放置，因而“物”是個(gè)白色的圓形圖。令F〔6〕為透鏡L₂的后焦面，用投映透鏡L₃〔7〕使“物”成“象”于屏幕〔8〕上，“象”亦是白色的圓形圖。

當(dāng)在后焦面F〔6〕上放一塊毛玻璃時(shí)，可看到光源S發(fā)出的白光（或可以說(shuō)物發(fā)出的白光）被分解成為“紅、橙、黃、綠、青、蘭、紫”七色光譜。這就非常直觀地演示了白光分解為“七色”的現(xiàn)象。當(dāng)把毛玻璃一拿掉，屏幕〔8〕上立刻又出現(xiàn)了物的圓孔象，白色圓形圖樣，說(shuō)明“七色”光又重新合成為白光。

二、演示白光分解為“三原色”以及“三原色”按相加原理合成彩色。

按圖1所示裝置中，在F平面處放置一個(gè)組合楔形玻璃棱鏡〔9〕，其結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2所示，是由銳角為2°左右的三個(gè)楔形棱鏡構(gòu)成，使光譜中4000～5000的光向上彎曲1°，5000～6000的光向右彎曲1°，6000～7000的光向左彎曲1°，則在屏幕上就會(huì)顯現(xiàn)出一幅彩色合成的圖形，見(jiàn)圖3所示。此時(shí)圖形中心部分是白色的光，原理同前所述。其他各色是按相加原理合成的，效果十分鮮明直觀。為了演示兩兩彩色的合成，可在組合楔形棱鏡處，將上述三種光擋掉其中的一種，例如擋掉4000～5000的光（蘭光），則可看到紅光與綠光及其合成光（黃光）的圖象。把蘭光恢復(fù)，又出現(xiàn)圖3所示的圖形，說(shuō)明黃色與蘭色是互補(bǔ)色。同樣，可演示其它色的兩兩合成現(xiàn)象。

在擋光時(shí)，可控制擋板的高低來(lái)控制“被合成光”的強(qiáng)弱，即可得到“三原色”合成的其他各種“合成色”。

三、演示物質(zhì)的吸收特性與其透射光彩色關(guān)系

在圖1的裝置中，物面〔4〕處放上各種透光物質(zhì)，在F面上放毛玻璃，可以顯示出這一透光物質(zhì)的分光譜吸收（或透光）特性。“象”面〔8〕上則可看到它的各種波長(zhǎng)的透射光合成的彩色。這就演示了物質(zhì)吸收（或透光）特性與其呈現(xiàn)彩色的關(guān)系。例如放一比色皿的高錳酸鉀溶液在“物”面〔4〕上，在F面〔6〕上用毛玻璃可以顯示出綠光已被吸收掉，拿去毛玻璃，在象面上可見(jiàn)到溶液的透射光（蘭光及紅光）合成的顏色，即呈品紅色的現(xiàn)象。

若需要更準(zhǔn)確地演示吸收特性時(shí)，可以在光源S〔1〕處加一個(gè)狹縫。

四、按照相減原理合成彩色的演示