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色光的混合实验

2019-4-27 13:13| 发布者: admin| 查看: 1202| 评论: 0|原作者: 皮蛋豆腐

摘要: 我们先用导电胶带搭建一个调速电动机电路,电动机与一个可变电阻串联,改变电阻值就会改变电动机的转速。电动机转轴上安装一个色盘,高速转动起来之后,不同颜色的光混合成白色,这是一个色光的混合实验。色光的混合 ...
   我们先用导电胶带搭建一个调速电动机电路,电动机与一个可变电阻串联,改变电阻值就会改变电动机的转速。电动机转轴上安装一个色盘,高速转动起来之后,不同颜色的光混合成白色,这是一个色光的混合实验。

色光的混合实验原理:

   牛顿用三棱镜折射阳光,发现白色的光会分成七种不同颜色的光,而且通过测量每一种颜色的光的光带的宽度,能够得知每一种光所占的比例是不同的。如果按照比例把不同的颜色涂在一个圆盘上,让圆盘高速旋转起来后,因为人眼的视觉暂留现象,就相当于把七种颜色的光重新混合,这时候七彩的圆盘在我们看起来就变成了白色,证明不同颜色的光能够重新混合成白光。这就是色光的混合实验,实验用的圆盘叫做牛顿盘或者牛顿七色板。

套件内容:

   电路拼贴图(含色盘图)、2节5号电池盒、导电胶带、可变电阻、电动机、电动机轴套。

需要您自备的材料和工具:

   剪刀、双面胶、2节5号电池、彩笔

制作过程:

   色盘是需要手工制作的,我们给出了2种色盘的方案,如下图,一种是7种颜色,比例各有不同,另外一种是3种颜色,效果略微差一些,但是手工涂色比较方便。

   我们建议使用红绿蓝3种颜色的方案,用彩笔涂色的时候,注意不同的色块之间要保留一些间隙,因为不同的颜料如果直接混合,会影响实验效果。颜料的混合与光的混合规律是不同的。

   用剪刀把涂色的色盘剪下来,中间用铅笔尖戳一个小孔。

   我们用2个小轴套来固定色盘。如下图,先把一个轴套套在电机的轴上,然后再套上色盘,接着用另外一个轴套把色盘夹紧。套轴很紧,可以用硬物顶着,慢慢压紧。

再来用导电胶带搭建电路

   揭掉免胶纸,导电胶带一面是粘的,可以粘在纸上,没有胶的一面能够导电。如下图,沿着电路拼贴图粘贴胶带,到位置后用剪刀剪断。

   要做开关的胶带末端折叠一段,这样它上下两面都是导电性好的无胶面,好像一段金属片,可以用来做按键开关。折叠的长度跟图上画的开关长度差不多即可。

   把开关粘贴在对应位置,调节角度,用起来跟金属片做的按键开关一样好用。

   可变电阻(电位器)的3个引脚弯折,如下图那样放置。可变电阻上面标有数字,左边是1脚,右边是3脚,那么中间的就是2脚。其中2脚对应可变电阻的动触点,13之间的阻值是固定的,12和23阻值之和等于13的阻值。

   下图是把可变电阻的12脚分别接入电路,逆时针旋转中心的小旋钮,转到头后,阻值是零,顺时针转动旋钮,阻值变大。

   剪小段胶带把可变电阻的引脚分别粘贴进电路,用手指压紧。

   在拼贴图的四角各剪一刀,沿着黑色边框折叠,能够折成盒状。

   把拼贴图粘成盒状,这样方便拿起来。

   电池盒装上2节5号电池,2根电源线分别粘进电路,用手指压紧。

   电动机的2根导线分别粘进电路,用手指压紧。

   用小螺丝刀或者小刀刀尖逆时针把可变电阻的旋钮转到头,这时候可变电阻的阻值为零。用手拿着电动机,另一手按下开关,电路接通,电动机就旋转起来,这时可以看到色盘变成了灰白色。

   可变电阻上是有刻度的,顺时针把旋钮转动1格,可以看到电动机的转速会变慢,继续顺时针转动旋钮,电动机最终会停止转动。

   改变电源的方向,电动机的旋转方向也会改变。

教学要点:

1、下面是电路原理图,学习电源、可变电阻、电动机、开关的电路符号;

2、电阻的作用是阻碍电流,当电路中电阻变大时,根据公式I=U/R,电流会变小,电动机转速就会随着变慢,当电流足够小时,电动机就停止转动;

3、我们看到的红绿蓝3种颜色,其实是这3种颜料分别反射的太阳光中3种光。人眼有视觉暂留现象,当圆盘高速旋转起来之后,这3种光几乎同时进入眼睛,人眼不能分辨先后顺序,于是它们就在人眼中叠加,于是我们就看到了合成之后的白光。关于视觉暂留现象的具体解释,请自行搜索;

4、红绿蓝三种颜色被称作三原色,理论上能够混合出各种颜色的光。太阳光是由7种颜色的光混合成的,但这个实验中为了简化,我们用三原色来代替七色光。最终实验结果我们看到旋转的圆盘是灰白色,而不是纯白色,是因为我们画的颜色深浅以及比例都没有那么精确,存在一定的偏差;

5、牛顿发现白光是七色光混合而成的三棱镜实验,具体请自行搜索;

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