[实用新型]色光的混合演示仪

说明书

本实用新型为教学仪器，属于光学实验范畴。

彩色电视机萤屏上发出的各种颜色，是由红、绿、蓝三种色光以各种不同的强弱混合而成的，红、绿、蓝称为色光的三原色。为了让学生理解色光混合的原理，教材上设计了实验。例如现行的初中物理教材第一册(人民教育出版社出版)第67面有如下叙述：“在白色圆形纸板上贴上红、绿、蓝三种色纸，把圆纸板安装在陀螺上，使陀螺快速旋转，观察纸板上的颜色。去掉圆形板上的某一种色纸，重做实验。”这种实验的不足之处：第一，彩色纸盘本身不发光，实验效果受室内采光影响很大，可见度较小；第二，某一种色光的强弱不能随意调节，因此不能显示出色光混合的丰富多彩。

本实用新型的目的，在于提供一种新的教学仪器，能够将红、绿、蓝三原色光按任意强弱混合出各种颜色的光，并能清楚地显示三原色的强弱与混合后光的颜色之间的关系。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是：用红、绿、蓝三色的电光源，排列成“品”字形，其中心固定在一转轴上，此轴由电动机驱动。当轴高速旋转时，三色光源在同一圆周上旋转，形成一个混合后的光环，光环的颜色，取决于三原色的强弱。为了调节三原色光的强弱，每一种颜色的光源，都装有控制设备，使每一种色光可以在零到最大值的范围内任意调节。为了显示混合后的光环与三原色的关系，给每一种原色的光源配上一只相同颜色的指示灯，指示灯是固定在仪器底座上的，指示灯的发光强弱与三原色光源的强弱受控制设备的同步控制。为了让三原色光源在高速旋转中电流畅通，在转轴上装有滑环，仪器底座上固定有电刷，电源提供的电流通过电刷与滑环使光源工作。

本实用新型的优点是：第一，作为一种教学仪器，有较强的直观性。用什么原色，强弱的程度如何，混合出什么样的颜色，一目了然；某一种原色的光强弱发生微小的变化，混合后的颜色会发生什么相应的变化，也看得很清楚。第二，操作方便。实验时，在三色光源高速旋转的情况下，可以连续、任意调节每一种光源的强弱。第三，混合后的光环，色彩的范围比较宽阔，白、红、橙、黄、绿、青、蓝、紫都可以调出来，能够较好地说明电视的色彩形成的原理。

以下是本实用新型的一个实施例。附图是该仪器的原理图。B是变压器，它将220V的交流电压降低，分两组线圈n₁和n₂输出。其中n₁输出的低压经桥式整流后，驱动低压直流电动机Z。电键K用来控制电动机的开或关。n₂输出的低压交流电，提供红、绿、蓝三色灯泡L₁、L₂、L₃及指示灯l₁、l₂、l₃的工作电流。L₁、L₂、L₃排列成“品”字形，中心固定在直流电动机Z加长的转轴AA’的一端。R₁、R₂、R₃是串联在三原色灯泡上的电位器，改变它们的阻值，就可以改变每个灯泡所通过的电流强度，起调节色光强弱的作用。F₁、F₂、F₃、F₄是四个滑环，它们也固定在AA’轴上，S₁、S₂、S₃、S₄是四个电刷，它们固定在仪器的底座上，当AA’轴带动灯泡旋转时，电流就是通过电刷与滑环的接触，得以输送到L₁、L₂、L₃三个灯泡。K₁、K₂、K₃分别开、关三原色的灯泡。实验时，先将插头C插入220V交流电源的插座内，将电位器R₁、R₂、R₃的阻值调到最小值，闭合电键K₁、K₂、K₃，这时，灯泡L₁、L₂、L₃及指示灯l₁、l₂、l₃分别发出红、绿、蓝三色光，调节R₁、R₂、R₃，可以看到L₁与l₁，L₂与l₂，L₃与l₃的亮度同步变化。将三色灯光调到强度差不多的时候，闭合电键K，此时直流电动机Z开始工作，带动灯泡L₁、L₂、L₃高速旋转，它们发出的红、绿、蓝光，混合成一个白色的光环。如果光环不是很白，略带某种颜色，则可调节相应的电位器，减弱这种色的灯光，或者加强另两种色的灯光，最后总可以调出一个白色的光环。断开k₃，关闭蓝色灯，闭合K₁、K₂，红、绿两色光混合，光环为黄色；断开k₂，关闭绿光，闭合K₁、K₃，红、蓝两色光混合，光环为紫色；断开k₁，关闭红光，闭合K₂、K₃，绿、蓝两色光混合，光环为青色。如果关掉两种灯泡，只留下一种色的灯泡发光，则光环就分别为红、绿、蓝色。混合后光环的颜色不但与三原色的种类有关，还与色光的强弱有关，例如红、绿两色混合为黄色，如果将红色逐渐加强，光环就会由黄色逐渐变为橙色。在观察混合后所形成的光环颜色的变化时，仪器底座上的指示灯l₁、l₂、l₃显示出三原色灯光的变化情况，所以不必使直流电动机Z停止转动。