LED光源三基色混色實驗方案

1、    led光源三基色混色實驗方案    向雪芹青少年在中學(xué)階段逐漸從具體（實體）運算階段進入形式（抽象）運算階段，物理學(xué)作為中學(xué)階段重要的基礎(chǔ)課程，其邏輯性和思維性要求較強，對培養(yǎng)青少年掌握抽象邏輯思維和對規(guī)則的演繹推理有重要作用.如何在教學(xué)過程中由實體現(xiàn)象引導(dǎo)學(xué)生理解抽象知識，是高中物理教學(xué)的一大難點.例如教材光學(xué)部分實際教學(xué)中，由于光譜學(xué)的物理概念抽象晦澀，而相關(guān)的實驗操作儀器復(fù)雜，學(xué)生在課堂中多只能通過書本或ppt圖片學(xué)習(xí)，對光譜及其原理缺乏直觀的認識，教學(xué)效率較低.為此我們借鑒色度學(xué)和分光儀器原理，利用紅綠藍三種光譜顏色的發(fā)光二極管（led）

2、光源，自行設(shè)計了簡便易行的演示實驗用于課堂演示，可以使學(xué)生直觀的觀察到三基色相加混合產(chǎn)生不同色彩的效果.本教具能加深學(xué)生對光譜學(xué)知識的理解，同時激發(fā)學(xué)生探索物理學(xué)原理的興趣.1實驗方案三基色混合實驗需要使用紅綠藍三種光譜顏色光源.根據(jù)色度學(xué)原理，所有顏色均可由紅（700 nm）、綠（546 nm）、藍（435 nm）三種顏色混合相加生成，這三種顏色被稱為三基色.將紅、綠、藍3個光源通過調(diào)焦投射在白色墻面或白紙上，使之在投射面上形成3個顏色的圓形光斑.調(diào)整光源入射角度，使投射面上的圓形光斑逐漸重疊，形成如便可以在光斑重疊區(qū)域看到光譜混合出來的，包括白色在內(nèi)的多種顏色.例如紅色光斑與綠色光斑重疊區(qū)

3、變?yōu)辄S色，紅色與藍色光斑重疊區(qū)變?yōu)槠罚ㄗ希┥?同時我們還可以觀察到顏色的補色：當(dāng)一定量的顏色a與顏色b 可相加混合成白色時，我們說顏色a與顏色b互為補色.例如，從圖1中可以看到：紅+青=白， 紅、青互為補色；綠+品=白，綠、品互為補色； 藍+黃=白，黃、藍互為補色.2儀器選擇傳統(tǒng)的三色光源是采用標(biāo)準(zhǔn)白光光源加紅綠藍三色濾色鏡得到，光源的光譜特性由濾色鏡保證，實驗中需要的光學(xué)元件多，實驗光路較復(fù)雜，不適應(yīng)中學(xué)課堂演示.為此我們選擇新型光源發(fā)光二極管 （led）作為三基色光源.與白熾鎢燈泡及普通熒光節(jié)能燈相比，led以其體積小、發(fā)熱量低、耗電量小等諸多優(yōu)點被廣泛應(yīng)用.紅光led的峰值波長約為 629 nm，綠光led的峰值波長約為 511 nm，藍光led的峰值波長為約458 nm，與三基色要求的光譜波長基本接近，可以滿足三基色混色實驗的要求.由于目前市場上能夠很容易買到包含調(diào)節(jié)透鏡組的led光源電筒，可以進一步簡化實驗設(shè)備，很容易的在投射屏上投射出合適大小的光圈.圖3為led光源電筒光圈效果，這大大降低了混色演示實驗操作難度.本文介紹了通過紅綠藍三色led光源實現(xiàn)三種顏色光混色演示，實驗光路簡單易行、成本低廉、現(xiàn)象清晰.采用課堂演示，豐富了光譜學(xué)實驗