[其他]彩色分解與合成演示儀

無效

• 申請號: 85204962
• 申請日: 1985-11-27
• 公開（公告）號: CN85204962U
• 公開（公告）日: 1987-07-15
• 發明（設計）人: 讓慶瀾;華莉珍;李文河
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: G09B23/22
• 分類號: G09B23/22
• 代理公司: 北京大學專利事務所
• 代理人: 陳美章

本實用新型屬于物理教學演示儀器。

目前彩色電視，彩色照相、彩色印刷等已逐步普及。對于彩色的分解與合成知識的需要日益迫切。在現有的彩色演示儀中以及所查閱文獻（見附錄）中，尚沒有較全面而又直觀、準確的演示彩色分解與合成的儀器。而且在現有技術中，對白光的分解與合成多是采用牛頓的方法，即用牛頓盤，或用平行光經三棱鏡分光，再經另一個三棱鏡合成白光，此法是在形成光譜前合成白光，無異取消了色散元件，失去了彩色合成的說服力。“物理實驗”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，才可看到合成的白光，它不便于眾多的觀眾同時觀察，且光源的能量浪費較大。此外，在現有的彩色合成演示儀中，多用濾色片，每個濾色片透過一種“原色”光，形成“三原色”，其與光波波長聯系不上，即觀眾無法得知透過三個濾色片的光究競是那一波段光，何種光譜成分。在現行的辦法中，把入射光的絕大部分能量吸收掉，造成光能的浪費，并且不能演示三張濾色片的分光譜吸收特性。

為此，設計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，從光路的設計到演示方法都具有獨到之處，能全面、準確、直觀的演示彩色的分解與合成的物理本質，適應了教學的需要，也適合普及彩色合成知識用于彩色電視、照相、印刷等各個技術領域中。

本儀器所演示的內容如下：

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〕視為點光源，經凸透鏡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〕其邊長為68±5mm，高為46±5mm。分光后，這些不同方向的平行光，在相當大一個空間內互相間還是重疊的。因而在此空間內仍然顯現為白色，我們稱這個空間為“白光”區域。技術關鍵之一是設計一“物”即圓孔光闌〔4〕，剛好放置在這個“白光”區域中，將圓形光闌〔4〕緊貼透鏡L₂〔5〕的前方放置，因而“物”是個白色的圓形圖。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。

當在后焦面F〔6〕上放一塊毛玻璃時，可看到光源S發出的白光（或可以說物發出的白光）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”的現象。當把毛玻璃一拿掉，屏幕〔8〕上立刻又出現了物的圓孔象，白色圓形圖樣，說明“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平面處放置一個組合楔形玻璃棱鏡〔9〕，其結構見圖2所示，是由銳角為2°左右的三個楔形棱鏡構成，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°，則在屏幕上就會顯現出一幅彩色合成的圖形，見圖3所示。此時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，又出現圖3所示的圖形，說明黃色與蘭色是互補色。同樣，可演示其它色的兩兩合成現象。

在擋光時，可控制擋板的高低來控制“被合成光”的強弱，即可得到“三原色”合成的其他各種“合成色”。

三、演示物質的吸收特性與其透射光彩色關系

在圖1的裝置中，物面〔4〕處放上各種透光物質，在F面上放毛玻璃，可以顯示出這一透光物質的分光譜吸收（或透光）特性。“象”面〔8〕上則可看到它的各種波長的透射光合成的彩色。這就演示了物質吸收（或透光）特性與其呈現彩色的關系。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，在象面上可見到溶液的透射光（蘭光及紅光）合成的顏色，即呈品紅色的現象。

若需要更準確地演示吸收特性時，可以在光源S〔1〕處加一個狹縫。

四、按照相減原理合成彩色的演示