摘 要：針對(duì)物理學(xué)中“光的合成”內(nèi)容，自制“色光合成演示裝置”教具。旨在突破教學(xué)難點(diǎn)、強(qiáng)化知識(shí)，鍛煉學(xué)生的動(dòng)手技能，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新精神。

關(guān)鍵詞：光的合成 突破難點(diǎn) 創(chuàng)新意識(shí)

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）09（b）-0148-02

在中學(xué)物理教學(xué)中對(duì)色光的合成有兩種方法：一種是牛頓色盤（又稱“七色板”）。圓板分為七個(gè)扇形，依次涂有紅、橙、黃、綠、青、靛、紫七種顏色。將圓板迅速轉(zhuǎn)動(dòng)，可見到板呈白色，說明日光是由以上七種色光合成的；另一種采用不同的濾光片對(duì)太陽(yáng)光過濾得到不同的色光，將其中的兩個(gè)或兩個(gè)以上的光疊加后再過濾太陽(yáng)光進(jìn)行演示比較。以上方法均存在缺陷：前者在實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的是灰白色的光，不僅和需要的白色有些差距，而且動(dòng)態(tài)的觀察讓人產(chǎn)生疑問，到底是顏色的混合效果，還是色光的混合效果；第二種方法合成時(shí)由于受到濾光片影子的影響，不能直觀的看到色光的混合，而且由于濾光片的透光率等因素，合成的光較太陽(yáng)光也有差異，同時(shí)這兩種方法都存在實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不易和原有的色光同時(shí)對(duì)比，光的亮度低，容易受場(chǎng)地和自然環(huán)境的影響，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯的問題。為此，設(shè)計(jì)的“色光合成演示裝置”能解決以上不足。

1 制作原理及材料用具

1.1 制作原理

色光合成的基本原理有三種[1]。

1.1.1 直接混色方式原理

即單色光同時(shí)射到同一位置直接疊加復(fù)合。

1.1.2 時(shí)間混合方式原理

利用人眼的視覺暫留效果將單色光復(fù)合。

1.1.3 空間混合方式原理

正常人的眼睛能分辨在明視距離處相距為0.05～0.07 mm的兩點(diǎn)。此時(shí)，這兩點(diǎn)對(duì)人眼所張的視角約為1/5，稱為最小分辨角。當(dāng)微小物體（或遠(yuǎn)處物體）對(duì)人眼所張視角小于此最小分辨角時(shí)，人眼將無(wú)法分辨，便視為一點(diǎn)，觀察到的就是復(fù)合光。

鑒于此，在設(shè)計(jì)時(shí)主要采用了直接混色方式原理。同時(shí)也采用了透鏡成像的原理。

1.2 制作材料用具

鋁塑板，螺桿螺母，彩色玻璃紙，光源，凹透鏡，光屏，電鉆，鋼鋸，剪刀等。

1.3 制作設(shè)計(jì)圖（圖1、圖2）

其中圖1為本實(shí)用新型的俯視圖。圖2為本實(shí)用新型的正視圖。

（圖1、圖2中：箱體1、光屏2、軌道3、凹透鏡4、單色光源5、電池組6、導(dǎo)線7、支腳8、電源開關(guān)9、光源開關(guān)10）

在進(jìn)行色光合成演示時(shí)，調(diào)整支腳8使箱體1水平，然后先打開電源開關(guān)9，再打開需要用到的光源開關(guān)10，相應(yīng)的單色光源5發(fā)光，調(diào)整各對(duì)應(yīng)的凹透鏡4在軌道3上的位置，在光屏2上則會(huì)得到不同大小的環(huán)形光斑，其中中心的光斑為所有單色光的合成，依次往外圈的光環(huán)由依次減少的單色光合成，可及時(shí)的進(jìn)行各種實(shí)驗(yàn)的動(dòng)態(tài)演示和靜態(tài)合成，實(shí)時(shí)的進(jìn)行對(duì)比[2]。

2 制作過程

2.1 制作演示裝置底座

取鋁塑板（80 cm×50 cm），按圖示制作演示裝置底座（見圖3）。

2.2 制作彩色光源

電子光源前筒頭的玻璃片上分別罩上三色玻璃紙（可多罩幾層），做成三色光源。

2.3 組裝元件

將三色光源安裝到光源軌道最右側(cè)，再在光源軌道上安裝凹透鏡，光屏插口處安裝光屏。在安裝各元件時(shí)注意光源及透鏡中心要在同一條直線上，且均可投射到光屏上。制成后基本構(gòu)造如圖4。

3 使用方法

該裝置屬物理教學(xué)用具，其目的在于提供一種可動(dòng)態(tài)演示，靜態(tài)合成，同步對(duì)比，光的亮度高，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象直觀、明顯的色光合成演示裝置。演示時(shí)，先打開單色激光光源，再調(diào)節(jié)光源前凹透鏡，調(diào)節(jié)凹透鏡焦距及光源角度，使通過凹透鏡發(fā)散的光圈投射放到光屏中心上，再調(diào)節(jié)光源角度，這樣就實(shí)現(xiàn)了光的合成。該裝置可以實(shí)現(xiàn)任何色光的合成（包括兩光源色光的合成及三光源色光的合成）。

4 教具特點(diǎn)

該裝置各合成光實(shí)現(xiàn)環(huán)形分布、任意合成，對(duì)比性極強(qiáng)，由于采用激光光源，則保證了光的定向性以及高亮度和高純度，其有益效果在于，設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，動(dòng)態(tài)演示，靜態(tài)合成，同步對(duì)比，光的亮度高、純度好，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯直觀，消除了場(chǎng)地條件和自然環(huán)境對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響。

總之，物理學(xué)中低碳環(huán)保、廉價(jià)教具的設(shè)計(jì)及應(yīng)用能提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，能培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新精神。同時(shí)，自制教具是普及實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需要，也是教學(xué)研究的需要，同時(shí)還是實(shí)施素質(zhì)教育需要。在具體制作中，學(xué)生的參與即鍛煉了動(dòng)手技能，更重要的是在思想上要經(jīng)受多次失敗的考驗(yàn)，從而使學(xué)生的某些個(gè)性得到充分發(fā)展，身心得到良好的陶冶，各種素質(zhì)得到培養(yǎng)和提高。同時(shí)，也給學(xué)校實(shí)施素質(zhì)教育提供了條件。

參考文獻(xiàn)

[1] 王學(xué)東，趙軍.色光合成的基本原理[J]. 教學(xué)儀器與實(shí)驗(yàn)，2002，10，14（2）：10.

[2] 康峰.色光合成演示儀：中國(guó)，CN201020 684802.6[P].2010-08-09.endprint

摘 要：針對(duì)物理學(xué)中“光的合成”內(nèi)容，自制“色光合成演示裝置”教具。旨在突破教學(xué)難點(diǎn)、強(qiáng)化知識(shí)，鍛煉學(xué)生的動(dòng)手技能，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新精神。

關(guān)鍵詞：光的合成 突破難點(diǎn) 創(chuàng)新意識(shí)

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）09（b）-0148-02

在中學(xué)物理教學(xué)中對(duì)色光的合成有兩種方法：一種是牛頓色盤（又稱“七色板”）。圓板分為七個(gè)扇形，依次涂有紅、橙、黃、綠、青、靛、紫七種顏色。將圓板迅速轉(zhuǎn)動(dòng)，可見到板呈白色，說明日光是由以上七種色光合成的；另一種采用不同的濾光片對(duì)太陽(yáng)光過濾得到不同的色光，將其中的兩個(gè)或兩個(gè)以上的光疊加后再過濾太陽(yáng)光進(jìn)行演示比較。以上方法均存在缺陷：前者在實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的是灰白色的光，不僅和需要的白色有些差距，而且動(dòng)態(tài)的觀察讓人產(chǎn)生疑問，到底是顏色的混合效果，還是色光的混合效果；第二種方法合成時(shí)由于受到濾光片影子的影響，不能直觀的看到色光的混合，而且由于濾光片的透光率等因素，合成的光較太陽(yáng)光也有差異，同時(shí)這兩種方法都存在實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不易和原有的色光同時(shí)對(duì)比，光的亮度低，容易受場(chǎng)地和自然環(huán)境的影響，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯的問題。為此，設(shè)計(jì)的“色光合成演示裝置”能解決以上不足。

1 制作原理及材料用具

1.1 制作原理

色光合成的基本原理有三種[1]。

1.1.1 直接混色方式原理

即單色光同時(shí)射到同一位置直接疊加復(fù)合。

1.1.2 時(shí)間混合方式原理

利用人眼的視覺暫留效果將單色光復(fù)合。

1.1.3 空間混合方式原理

正常人的眼睛能分辨在明視距離處相距為0.05～0.07 mm的兩點(diǎn)。此時(shí)，這兩點(diǎn)對(duì)人眼所張的視角約為1/5，稱為最小分辨角。當(dāng)微小物體（或遠(yuǎn)處物體）對(duì)人眼所張視角小于此最小分辨角時(shí)，人眼將無(wú)法分辨，便視為一點(diǎn)，觀察到的就是復(fù)合光。

鑒于此，在設(shè)計(jì)時(shí)主要采用了直接混色方式原理。同時(shí)也采用了透鏡成像的原理。

1.2 制作材料用具

鋁塑板，螺桿螺母，彩色玻璃紙，光源，凹透鏡，光屏，電鉆，鋼鋸，剪刀等。

1.3 制作設(shè)計(jì)圖（圖1、圖2）

其中圖1為本實(shí)用新型的俯視圖。圖2為本實(shí)用新型的正視圖。

（圖1、圖2中：箱體1、光屏2、軌道3、凹透鏡4、單色光源5、電池組6、導(dǎo)線7、支腳8、電源開關(guān)9、光源開關(guān)10）

在進(jìn)行色光合成演示時(shí)，調(diào)整支腳8使箱體1水平，然后先打開電源開關(guān)9，再打開需要用到的光源開關(guān)10，相應(yīng)的單色光源5發(fā)光，調(diào)整各對(duì)應(yīng)的凹透鏡4在軌道3上的位置，在光屏2上則會(huì)得到不同大小的環(huán)形光斑，其中中心的光斑為所有單色光的合成，依次往外圈的光環(huán)由依次減少的單色光合成，可及時(shí)的進(jìn)行各種實(shí)驗(yàn)的動(dòng)態(tài)演示和靜態(tài)合成，實(shí)時(shí)的進(jìn)行對(duì)比[2]。

2 制作過程

2.1 制作演示裝置底座

取鋁塑板（80 cm×50 cm），按圖示制作演示裝置底座（見圖3）。

2.2 制作彩色光源

電子光源前筒頭的玻璃片上分別罩上三色玻璃紙（可多罩幾層），做成三色光源。

2.3 組裝元件

將三色光源安裝到光源軌道最右側(cè)，再在光源軌道上安裝凹透鏡，光屏插口處安裝光屏。在安裝各元件時(shí)注意光源及透鏡中心要在同一條直線上，且均可投射到光屏上。制成后基本構(gòu)造如圖4。

3 使用方法

該裝置屬物理教學(xué)用具，其目的在于提供一種可動(dòng)態(tài)演示，靜態(tài)合成，同步對(duì)比，光的亮度高，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象直觀、明顯的色光合成演示裝置。演示時(shí)，先打開單色激光光源，再調(diào)節(jié)光源前凹透鏡，調(diào)節(jié)凹透鏡焦距及光源角度，使通過凹透鏡發(fā)散的光圈投射放到光屏中心上，再調(diào)節(jié)光源角度，這樣就實(shí)現(xiàn)了光的合成。該裝置可以實(shí)現(xiàn)任何色光的合成（包括兩光源色光的合成及三光源色光的合成）。

4 教具特點(diǎn)

該裝置各合成光實(shí)現(xiàn)環(huán)形分布、任意合成，對(duì)比性極強(qiáng)，由于采用激光光源，則保證了光的定向性以及高亮度和高純度，其有益效果在于，設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，動(dòng)態(tài)演示，靜態(tài)合成，同步對(duì)比，光的亮度高、純度好，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯直觀，消除了場(chǎng)地條件和自然環(huán)境對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響。

總之，物理學(xué)中低碳環(huán)保、廉價(jià)教具的設(shè)計(jì)及應(yīng)用能提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，能培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新精神。同時(shí)，自制教具是普及實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需要，也是教學(xué)研究的需要，同時(shí)還是實(shí)施素質(zhì)教育需要。在具體制作中，學(xué)生的參與即鍛煉了動(dòng)手技能，更重要的是在思想上要經(jīng)受多次失敗的考驗(yàn)，從而使學(xué)生的某些個(gè)性得到充分發(fā)展，身心得到良好的陶冶，各種素質(zhì)得到培養(yǎng)和提高。同時(shí)，也給學(xué)校實(shí)施素質(zhì)教育提供了條件。

參考文獻(xiàn)

[1] 王學(xué)東，趙軍.色光合成的基本原理[J]. 教學(xué)儀器與實(shí)驗(yàn)，2002，10，14（2）：10.

[2] 康峰.色光合成演示儀：中國(guó)，CN201020 684802.6[P].2010-08-09.endprint

摘 要：針對(duì)物理學(xué)中“光的合成”內(nèi)容，自制“色光合成演示裝置”教具。旨在突破教學(xué)難點(diǎn)、強(qiáng)化知識(shí)，鍛煉學(xué)生的動(dòng)手技能，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新精神。

關(guān)鍵詞：光的合成 突破難點(diǎn) 創(chuàng)新意識(shí)

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）09（b）-0148-02

在中學(xué)物理教學(xué)中對(duì)色光的合成有兩種方法：一種是牛頓色盤（又稱“七色板”）。圓板分為七個(gè)扇形，依次涂有紅、橙、黃、綠、青、靛、紫七種顏色。將圓板迅速轉(zhuǎn)動(dòng)，可見到板呈白色，說明日光是由以上七種色光合成的；另一種采用不同的濾光片對(duì)太陽(yáng)光過濾得到不同的色光，將其中的兩個(gè)或兩個(gè)以上的光疊加后再過濾太陽(yáng)光進(jìn)行演示比較。以上方法均存在缺陷：前者在實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的是灰白色的光，不僅和需要的白色有些差距，而且動(dòng)態(tài)的觀察讓人產(chǎn)生疑問，到底是顏色的混合效果，還是色光的混合效果；第二種方法合成時(shí)由于受到濾光片影子的影響，不能直觀的看到色光的混合，而且由于濾光片的透光率等因素，合成的光較太陽(yáng)光也有差異，同時(shí)這兩種方法都存在實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不易和原有的色光同時(shí)對(duì)比，光的亮度低，容易受場(chǎng)地和自然環(huán)境的影響，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯的問題。為此，設(shè)計(jì)的“色光合成演示裝置”能解決以上不足。

1 制作原理及材料用具

1.1 制作原理

色光合成的基本原理有三種[1]。

1.1.1 直接混色方式原理

即單色光同時(shí)射到同一位置直接疊加復(fù)合。

1.1.2 時(shí)間混合方式原理

利用人眼的視覺暫留效果將單色光復(fù)合。

1.1.3 空間混合方式原理

正常人的眼睛能分辨在明視距離處相距為0.05～0.07 mm的兩點(diǎn)。此時(shí)，這兩點(diǎn)對(duì)人眼所張的視角約為1/5，稱為最小分辨角。當(dāng)微小物體（或遠(yuǎn)處物體）對(duì)人眼所張視角小于此最小分辨角時(shí)，人眼將無(wú)法分辨，便視為一點(diǎn)，觀察到的就是復(fù)合光。

鑒于此，在設(shè)計(jì)時(shí)主要采用了直接混色方式原理。同時(shí)也采用了透鏡成像的原理。

1.2 制作材料用具

鋁塑板，螺桿螺母，彩色玻璃紙，光源，凹透鏡，光屏，電鉆，鋼鋸，剪刀等。

1.3 制作設(shè)計(jì)圖（圖1、圖2）

其中圖1為本實(shí)用新型的俯視圖。圖2為本實(shí)用新型的正視圖。

（圖1、圖2中：箱體1、光屏2、軌道3、凹透鏡4、單色光源5、電池組6、導(dǎo)線7、支腳8、電源開關(guān)9、光源開關(guān)10）

在進(jìn)行色光合成演示時(shí)，調(diào)整支腳8使箱體1水平，然后先打開電源開關(guān)9，再打開需要用到的光源開關(guān)10，相應(yīng)的單色光源5發(fā)光，調(diào)整各對(duì)應(yīng)的凹透鏡4在軌道3上的位置，在光屏2上則會(huì)得到不同大小的環(huán)形光斑，其中中心的光斑為所有單色光的合成，依次往外圈的光環(huán)由依次減少的單色光合成，可及時(shí)的進(jìn)行各種實(shí)驗(yàn)的動(dòng)態(tài)演示和靜態(tài)合成，實(shí)時(shí)的進(jìn)行對(duì)比[2]。

2 制作過程

2.1 制作演示裝置底座

取鋁塑板（80 cm×50 cm），按圖示制作演示裝置底座（見圖3）。

2.2 制作彩色光源

電子光源前筒頭的玻璃片上分別罩上三色玻璃紙（可多罩幾層），做成三色光源。

2.3 組裝元件

將三色光源安裝到光源軌道最右側(cè)，再在光源軌道上安裝凹透鏡，光屏插口處安裝光屏。在安裝各元件時(shí)注意光源及透鏡中心要在同一條直線上，且均可投射到光屏上。制成后基本構(gòu)造如圖4。

3 使用方法

該裝置屬物理教學(xué)用具，其目的在于提供一種可動(dòng)態(tài)演示，靜態(tài)合成，同步對(duì)比，光的亮度高，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象直觀、明顯的色光合成演示裝置。演示時(shí)，先打開單色激光光源，再調(diào)節(jié)光源前凹透鏡，調(diào)節(jié)凹透鏡焦距及光源角度，使通過凹透鏡發(fā)散的光圈投射放到光屏中心上，再調(diào)節(jié)光源角度，這樣就實(shí)現(xiàn)了光的合成。該裝置可以實(shí)現(xiàn)任何色光的合成（包括兩光源色光的合成及三光源色光的合成）。

4 教具特點(diǎn)

該裝置各合成光實(shí)現(xiàn)環(huán)形分布、任意合成，對(duì)比性極強(qiáng)，由于采用激光光源，則保證了光的定向性以及高亮度和高純度，其有益效果在于，設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，動(dòng)態(tài)演示，靜態(tài)合成，同步對(duì)比，光的亮度高、純度好，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯直觀，消除了場(chǎng)地條件和自然環(huán)境對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響。

總之，物理學(xué)中低碳環(huán)保、廉價(jià)教具的設(shè)計(jì)及應(yīng)用能提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，能培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新精神。同時(shí)，自制教具是普及實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需要，也是教學(xué)研究的需要，同時(shí)還是實(shí)施素質(zhì)教育需要。在具體制作中，學(xué)生的參與即鍛煉了動(dòng)手技能，更重要的是在思想上要經(jīng)受多次失敗的考驗(yàn)，從而使學(xué)生的某些個(gè)性得到充分發(fā)展，身心得到良好的陶冶，各種素質(zhì)得到培養(yǎng)和提高。同時(shí)，也給學(xué)校實(shí)施素質(zhì)教育提供了條件。

參考文獻(xiàn)

[1] 王學(xué)東，趙軍.色光合成的基本原理[J]. 教學(xué)儀器與實(shí)驗(yàn)，2002，10，14（2）：10.

[2] 康峰.色光合成演示儀：中國(guó)，CN201020 684802.6[P].2010-08-09.endprint