摘 要：三原色儀是中學(xué)物理光學(xué)實(shí)驗(yàn)的重要儀器，也是大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)室中的重要儀器。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，如果使用不注意，容易造成儀器中LED燈泡損壞。筆者介紹了維修方法和工作經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：光學(xué)實(shí)驗(yàn)；三原色儀燈管；維修；案例

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-6148（2018）2-0052-2

1 實(shí)驗(yàn)員的工作任務(wù)

實(shí)驗(yàn)員在平時(shí)的工作中，主要是為物理教學(xué)工作服務(wù)，準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)器材，并做好實(shí)驗(yàn)儀器的保管和維修工作。當(dāng)老師們?cè)趯?shí)驗(yàn)教學(xué)中出現(xiàn)了異常現(xiàn)象，遇到了各種問(wèn)題時(shí)，筆者作為實(shí)驗(yàn)員總是主動(dòng)和老師一起分析原因，尋找解決問(wèn)題的方法。解決不了的筆者會(huì)記錄下來(lái)以后再探究。經(jīng)過(guò)20多年積累了豐富的器材維修經(jīng)驗(yàn)和技能。怎樣讓它發(fā)揮更大的用處？一是將經(jīng)驗(yàn)寫成文章投稿，近年來(lái)筆者發(fā)表了多篇與實(shí)驗(yàn)問(wèn)題相關(guān)的文章，通過(guò)“中國(guó)知網(wǎng)”讓其他學(xué)校的老師們參考和借鑒，中國(guó)知網(wǎng)顯示有被下載，也有被他人文章引用，甚至碩士研究生的畢業(yè)論文也有引用[1]。二是在南京市教育局的組織安排下，給中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)員開(kāi)設(shè)專題講座。市教育局領(lǐng)導(dǎo)每年開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)培訓(xùn)班，分為基礎(chǔ)班、中級(jí)班、高級(jí)班。在培訓(xùn)工作中，筆者給基礎(chǔ)班講實(shí)驗(yàn)常規(guī)技術(shù)，中級(jí)班講實(shí)驗(yàn)自制教具制作，高級(jí)班講實(shí)驗(yàn)研究。三是筆者在網(wǎng)上開(kāi)店，直接提供器材維修服務(wù)。維修清華大學(xué)固體力學(xué)研究所實(shí)驗(yàn)室的燈管就是其中的案例，下面進(jìn)行介紹。

2 三原色儀燈管的維修

2.1 三原色儀燈管損壞，自學(xué)維修技術(shù)

初中物理光學(xué)實(shí)驗(yàn)要用到三原色儀，老儀器的技術(shù)方法是：白熾燈發(fā)出白光，經(jīng)過(guò)紅、綠、藍(lán)玻璃片濾光取得三原色光。新儀器的技術(shù)方法是：采用LED 二極管直接發(fā)出紅、綠、藍(lán)三原色光，這種技術(shù)方法的實(shí)驗(yàn)效果不錯(cuò)。

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，有的老師往往不注意電壓控制，一旦電壓偏高了就容易造成LED燈泡的損壞。筆者所在學(xué)校的三原色儀就是老師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中損壞的，先是損壞了1個(gè)燈管，還能做一個(gè)實(shí)驗(yàn)，后來(lái)又損壞1個(gè)，徹底無(wú)法使用了。由于儀器數(shù)量少，筆者不得不想辦法修好它。找賣儀器的網(wǎng)店，他只賣整機(jī)，不提供維修服務(wù)。查看三原色儀的說(shuō)明書，介紹了儀器使用方法，但沒(méi)有具體的維修方法。筆者拆開(kāi)了三原色儀，發(fā)現(xiàn)發(fā)光二極管燈泡有4個(gè)引出腳，和普通的燈泡確實(shí)不一樣（圖1和圖2）。筆者買來(lái)新燈泡后經(jīng)過(guò)維修、試用，效果不錯(cuò)。

維修方法：第一步，拆卸舊燈泡，要仔細(xì)觀察裝置結(jié)構(gòu)，先拆外圍，后拆燈泡；第二步，安裝新燈泡，這與前一步方法相反；第三步，試用、檢驗(yàn)。

2.2 清華大學(xué)實(shí)驗(yàn)室三原色儀維修經(jīng)過(guò)

2017年3月底，筆者開(kāi)的網(wǎng)店來(lái)了客戶，他們將燈管寄到了筆者所在的學(xué)校。筆者得知客戶是清華大學(xué)固體力學(xué)研究所實(shí)驗(yàn)室。包裹中有5支燈管，其中4支藍(lán)光，1支綠光。

LED三原色儀中的燈管可在一定仰角范圍內(nèi)自由調(diào)整，紅、綠、藍(lán)三原色的光強(qiáng)比例可調(diào)，能和學(xué)生實(shí)驗(yàn)電源相配套，包括安裝架、燈管、發(fā)光組件，發(fā)光組件與燈管的后端相連，燈管內(nèi)設(shè)有凸透鏡，燈管安裝在旋轉(zhuǎn)體中，旋轉(zhuǎn)體與安裝架相連。LED三原色儀是專利產(chǎn)品（專利號(hào)：200520016222），專利目前仍處在保護(hù)期內(nèi)，未經(jīng)允許他人不得仿制，但維修不在此列[2]。

2.3 LED三原色儀燈管的維修技術(shù)

（1）電源對(duì)儀器供電電壓是6 V

LED三原色儀工作時(shí)，三支燈管處于并聯(lián)狀態(tài)。每支燈管點(diǎn)亮燈泡的電壓不同，藍(lán)、綠光3 V左右，紅光2.5 V，電流20 mA左右。三支燈管各自與一個(gè)可變電阻串聯(lián)，調(diào)節(jié)可變電阻加在燈管上的電壓會(huì)變化，產(chǎn)生的光強(qiáng)不同，電壓越大，發(fā)光越強(qiáng)，但一般電源供給儀器的電壓不能超過(guò)6 V，否則燈管易損壞。二極管的阻值不是線性的，隨著電壓變化而變化，從電壓-電流特性曲線可以看出二極管具有恒壓性，比如普通硅二極管恒壓為0.7 V，電壓在0.7 V微小變動(dòng)則電流變動(dòng)很大。表1是LED燈泡在不同電壓下的電阻參數(shù)。

（2）LED三原色儀燈泡維修焊接技術(shù)要點(diǎn)

因維修工作需要切腳或彎腳，在對(duì) LED進(jìn)行彎腳及切腳時(shí)，彎腳應(yīng)在焊接前進(jìn)行；使用 LED插燈時(shí)，PCB板孔間距與LED腳間距要相對(duì)應(yīng)；切腳時(shí)由于切腳機(jī)的振動(dòng)和摩擦?xí)a(chǎn)生高電壓的靜電，故機(jī)器要有可靠的接地，要做好防靜電工作（可吹離子風(fēng)扇消除靜電）。防靜電注意事項(xiàng)：接觸 LED的設(shè)備及儀器必須接地；接觸 LED的人員必須配戴防靜電手腕帶或防靜電手套；不可徒手拿取產(chǎn)品。燈泡測(cè)試不能直接用干電池2節(jié)或用穩(wěn)壓電源，也不能直接用手機(jī)電池或充電寶電池來(lái)測(cè)試，用以上的東西測(cè)試必須加電阻來(lái)限流，不然會(huì)燒壞發(fā)光二極管！最好用CR2032的紐扣電池。焊接條件：焊接時(shí) LED不能通電；加熱時(shí)不要對(duì) LED施加任何壓力，具體技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表2。

3 工作的反思和總結(jié)

筆者找來(lái)相關(guān)器材和材料，輕車熟路地修好了客戶的維修產(chǎn)品，測(cè)試后燈管發(fā)光正常。第二天就發(fā)快遞寄回去了。清華大學(xué)固體力學(xué)研究所的老師們對(duì)這件事表示感謝并給了很高的評(píng)價(jià)：“對(duì)LED三原色儀的燈管維修我們沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)，收到維修好的燈管后，經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)試燈管發(fā)光狀態(tài)良好，完全符合實(shí)驗(yàn)使用要求，沒(méi)想到一個(gè)區(qū)縣級(jí)中學(xué)會(huì)有如此維修技能?！蹦転槲覈?guó)一流大學(xué)實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)器材維修工作作貢獻(xiàn)，筆者內(nèi)心感到十分高興。

物理實(shí)驗(yàn)員崗位既是一個(gè)技術(shù)崗位，也是一個(gè)服務(wù)崗位。要想為老師們服務(wù)好，必須要有一定的技能儲(chǔ)備。在工作中遇到問(wèn)題是正?，F(xiàn)象，一時(shí)解決不了也是正?，F(xiàn)象，但要記得它，有空就思考和探討。解決了問(wèn)題要總結(jié)得失，要不斷用問(wèn)題磨練自己，提高自己的技能水平，也要向校外提供服務(wù)。

編后記：作者的出色工作表明中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教師是可以有大作為的。愿大家努力工作，不斷創(chuàng)新，成長(zhǎng)為我國(guó)物理教學(xué)與科研的一支重要的生力軍。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳士元，趙進(jìn).中學(xué)實(shí)驗(yàn)員怎樣做教育科學(xué)研究[J].中國(guó)現(xiàn)代教育裝備，2011（2）：96-97.

[2]光的三原色合成實(shí)驗(yàn)器，G-SHS-CD-6/0.3型，海門市明華光學(xué)塑料制品廠.

（欄目編輯 王柏廬）