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数字化光与色实验教具


项目成员

常万仁

盘锦市盘山县高升中学

教师

基本信息
代表队 辽宁 项目编号 PH17079 学科分类 物理教学类 竞赛组别 小学组
关键词 定量研究光与色 三原色测量仪 数控色光源
项目简介

此教具主要由三原色测量仪和数控色光源组成。采用三原色的分解和合成的方法来研究和演示物体的颜色和光源色及其关系和规律,利用三原色的亮度比定量的表示颜色并对颜色进行测量。实现了数字化的定量的研究物体的颜色与光源色的关系。 一、背景:目前,在物理光与色的教学中没有定量的演示光与色实验教具,所以在教学中只能靠讲,并且举一些特殊的现象,如:只反红光的物体,在其他色光照射下是黑色,而现实生活中找不到这种现象。对一般的光与色现象说不清楚,在网上搜索可以看到很多关于物体的颜色与光源色的关系的举例不严密或错误。如:黄色物体只反射黄光,在其他色光照射下呈黑色。 二、基本思路:1、《三原色测量仪》采用摄像头作传感器,把颜色信号转化为数字信号,通过USB口传给电脑,电脑把数字信息还原成颜色,并分解出三原色亮度比,通过鼠标箭头所在位置显示该点的三原色值。2、《数控色光源》采用大功率LED全彩灯珠,作为色光源,采用控制脉宽电压的宽度和恒流电流的数值来控制光源的颜色,产生167万种色光,用来研究色光和物体颜色的联系。 三、科学原理:关于光源色和物体的颜色的内在联系,理论上物体的每一种颜色,它反射三原色光的百分比是个定值。我们可以采用光的三原色合成的方法制作数控色光源,这种光源照射到物体上,就有光源色和物体颜色及透明体颜色的数字对应关系。 四、创新点 1、此教具采取分解三原色的方法来定量的表示物体的颜色,并且制成三原色颜色测量仪,把颜色分成167万种色,实现了定量的研究物体的颜色与光源色的关系。 2、此教具的《数控色光源》,是采用三原色合成的方法,具有三组全彩色数控光源,通过数控能够发出167万种色光,用来研究物体在不同色光源照射下的颜色的变化和规律,实现了用数字化定量来研究光和色演示实验。 3、此教具光和色的虚拟演示软件,弥补真实的演示很难得到的光现象,虚实互补,使学生对光与色更全面、理解深刻。

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