CN208737755U - 一种三原色光合成实验演示装置 - Google Patents
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Abstract
一种三原色光合成实验演示装置，包括光源、准直透镜、第一分光棱镜、第二分光棱镜、第三分光棱镜、平面镜、蓝滤光镜片、红滤光镜片、绿滤光镜片和小孔；本实用新型确保了产生的单色光的光强相等；本实用新型设置了可变光阑调节光强，可进一步理解计算机相关处理软件有光色阶的使用；本实用新型设置了对比光，使得实验更可观和更科学。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种演示装置，特别涉及一种三原色光合成实验演示装置。
背景技术
光的三原色合成实验是物理教学中常见的实验，光的三原色合成教具是该实验的必备器材。
现有技术一般采用红、绿、蓝滤光片过滤太阳光作为红、绿、蓝光源，这种教具的缺陷在于：必需将红、绿、蓝三色滤光片对着太阳光，让光通过滤光片后得红绿蓝三原色，而要观察三原色合成过程则需将三个滤光片两两重叠对着太阳光，观察此时太阳光通过滤光片后所发生的颜色变化。或采用三个滤光片重叠对着太阳光，观察此时光通过滤光片后颜色的变化，这种教具的缺陷在于：当三个滤光片单独对着太阳光时，较容易观察到红、绿、蓝光，但是当其中两者或三者重叠后，其色光混合现象受到滤光片影子的影响，不能很直观地观察到色光混合的现象。
对此进行改进的装置，比如公开号为CN:201503661U公开的一种物理教学用光的三原色合成教具，消除了教具对实验效果的影响，但是采用了三个发光二极管，经常性的开、关电源易使得电源损坏。而对此具有改进效果的公开号为CN:201266446Y公开的三色光合成实验演示仪，其要达到获得白光时需要满足电源产生的透过每个滤光镜片的光的强度相同，否则达不到技术效果，技术方案中没有调节装置，需要对此进行改进。
发明内容
本实用新型提供一种三原色光合成实验演示装置，包括：
光源，产生装置所需的光，并射向准直透镜；
准直透镜，将来自光源的光转成平行光束，并射向第一分光棱镜；
第一分光棱镜，将平行光束分成第一分光束和第二分光束，其中，第一分光束射向第二分光棱镜，第二分光束射向第三分光棱镜；
第二分光棱镜，将第一分光束分为第三分光束和第四分光束，其中，第三分光束射向第二平面镜后反射至蓝滤光镜片，第四分光束射向第三平面镜后反射至小孔；
第三分光棱镜，将第二分光束分为第五分光束和第六分光束，其中，第五分光束射向第一平面镜后反射至红滤光镜片，第六分光束射向绿滤光镜片；
红滤光镜片，将入射的第五分光束过滤成单色红光光束；
绿滤光镜片，将入射的第六分光束过滤成单色绿光光束；
蓝滤光镜片，将入射的第三分光束过滤成单色蓝光光束；
红滤光镜片、绿滤光镜片和蓝滤光镜片将所过滤的光束投射在同一实验位置。
进一步的，所述第一分光棱镜、第二分光棱镜和第三分光棱镜将入射光束分为光强度相等的两束分光束；确保最后产生的单色光的强度相同。
进一步的，所述第四分光束射向第三平面镜后反射至小孔上；在桌面上产生一个白光作为对比。
进一步的，所述红滤光镜片、绿滤光镜片、蓝滤光镜片和小孔设置于同一外壳上，并且红滤光镜片、绿滤光镜片和蓝滤光镜片位于同一圆周上；确保最后投影在桌面上实验位置的光的强度一致。
进一步的，所述红滤光镜片正对设有第一可变光阑、绿滤光镜片正对设有第二可变光阑、蓝滤光镜片正对设有第三可变光阑；通过改变可变光阑光圈大小，控制各三色光的强度，在桌面上的实验位置可观察复合光的变化情况。
所述第一可变光阑、第二可变光阑和第三可变光阑位于同一圆周上；也是确保最后投影在桌面上实验位置的光的强度一致。
进一步的，所述外壳上设有吸光材料；将多余的光束吸收，避免影响实验的观察效果。
有益效果：与现有技术相比，本实用新型装置结构简单且确保了产生的单色光的光强相等，能够最终合成白光；本实用新型设置了可变光阑调节光强，可进一步理解计算机相关处理软件有光色阶的使用；本实用新型设置了对比光，使得实验更可观和更科学。
附图说明
图1：本装置的结构示意图。
图中：1-光源；2-准直透镜；31-第一分光棱镜；32-第二分光棱镜；33-第三分光棱镜；41-第一平面镜；42-第二平面镜；43-第三平面镜；51-红滤光镜片；52-绿滤光镜片；53-蓝滤光镜片；61-第一可变光阑；62-第二可变光阑62；63-第三可变光阑；7-小孔；8-外壳。
具体实施方式
本实用新型提供一种三原色光合成实验演示装置，包括光源1；准直透镜2；第一分光棱镜31；第二分光棱镜32；第三分光棱镜33；第一平面镜41；第二平面镜42；第三平面镜43；红滤光镜片51；绿滤光镜片52；蓝滤光镜片53；第一可变光阑61；第二可变光阑62；第三可变光阑63；小孔7；外壳8。
光源1，产生装置所需的光，并射向准直透镜2。
光源1右侧正对设置准直透镜2，并且光源1位于准直透镜2的焦点上，准直透镜2将来自光源1的光转成平行光束，并射向第一分光棱镜31。
第一分光棱镜31，正对设置于准直透镜2右侧，将平行光束分成光强相等的第一分光束和第二分光束，其中，第一分光束射向第二分光棱镜32，第二分光束射向第三分光棱镜33。
第二分光棱镜32，正对设置在第一分光棱镜31右侧，将第一分光束分为光强相等的第三分光束和第四分光束，其中，第三分光束射向第二平面镜42后反射至蓝滤光镜片53，第四分光束射向第三平面镜43后反射至小孔7。
第三分光棱镜33，正对设置在第一分光棱镜31下侧，将第二分光束分为光强相等的第五分光束和第六分光束。
其中，第一平面镜41正对设置于第三分光棱镜33的左侧，第五分光束射向第一平面镜41后反射至红滤光镜片51。
第六分光束射向绿滤光镜片52，绿滤光镜片52设置于第三分光棱镜33正下方。
红滤光镜片51，将入射的第五分光束过滤成单色红光光束；
绿滤光镜片52，将入射的第六分光束过滤成单色绿光光束；
蓝滤光镜片53，将入射的第三分光束过滤成单色蓝光光束；
红滤光镜片51、绿滤光镜片52、绿滤光镜片53和小孔7设置于不透光的外壳8上，外壳8表面上设有吸光材料，并且红滤光镜片51、绿滤光镜片52和绿滤光镜片53处于同一个圆周上。
第一可变光阑61，设置在红滤光镜片51的右下方，控制来自红滤光镜片51的单色红光光束直径；
第二可变光阑62，设置在绿滤光镜片52的正下方，控制来自绿滤光镜片52的单色绿光光束直径；
第三可变光阑63，设置在蓝滤光镜片53的左下方，控制来自蓝滤光镜片53的单色蓝光光束直径；
第一可变光阑61、第二可变光阑62和第三可变光阑63处于同一圆周上。
来自第一可变光阑61、第二可变光阑62和第三可变光阑63的光束在桌面上的实验位置叠加。
来自小孔7的光束投射到桌面上的对比位置。
工作原理：
打开光源1的开关，可在桌面上小孔7投射的对比位置上看到白光；
可在实验位置看见单色光：
只打开第一可变光阑61，可在试验位置上看见红光；
只打开第二可变光阑62，可在试验位置上看见绿光；
只打开第三可变光阑63，可在试验位置上看见蓝光。
可在实验位置看见两种色光的混合：
打开第一可变光阑61和第二可变光阑62，可在试验位置上看见黄光；
打开第一可变光阑61和第三可变光阑63，可在试验位置上看见品红色光；
打开第二可变光阑62和第三可变光阑63，可在试验位置上看见青色光。
可在实验位置看见三种色光的混合：
同时打开第一可变光阑61、第二可变光阑62和第三可变光阑63，即可得出三原色混合的效果——白光。
同时，可以调节第一可变光阑61或第二可变光阑62或第三可变光阑63的光圈大小，一步步改变各单色光的强度，观察复合光的变化。
由此理解在现有情况下改变某种单色光时，复合光的变化趋势，进而理解各计算机中各种软件关于色阶的调节原理。
以上所述的，仅为本实用新型的较佳实施例，并非用以限定本发明的范围，本发明的上述实施例还可以做出各种变化。即凡是依据本实用新型申请的权利要求书及说明书内容所作的简单、等效变化与修饰，皆落入本实用新型专利的权利要求保护范围。本实用新型未详尽描述的均为常规技术内容。
Claims (6)
1.一种三原色光合成实验演示装置，其特征在于包括：
光源，位于准直透镜的焦点上，产生装置所需的光，并射向准直透镜；
准直透镜，正对着设置在光源右侧，将来自光源的光转成平行光束，并射向第一分光棱镜；
第一分光棱镜，正对设置于准直透镜右侧，将平行光束分成第一分光束和第二分光束，其中，第一分光束射向第二分光棱镜，第二分光束射向第三分光棱镜；
第二分光棱镜，正对设置在第一分光棱镜右侧，将第一分光束分为第三分光束和第四分光束，其中，第三分光束射向第二平面镜后反射至蓝滤光镜片；
第三分光棱镜，正对设置在第一分光棱镜下侧，将第二分光束分为第五分光束和第六分光束，其中，第五分光束射向第一平面镜后反射至红滤光镜片，第六分光束射向绿滤光镜片；
红滤光镜片，将入射的第五分光束过滤成单色红光光束；
绿滤光镜片，将入射的第六分光束过滤成单色绿光光束；
蓝滤光镜片，将入射的第三分光束过滤成单色蓝光光束；
红滤光镜片、绿滤光镜片和蓝滤光镜片将所过滤的单色光光束投射在桌面上同一实验位置。
2.根据权利要求1所述的三原色光合成实验演示装置，其特征在于：所述第一分光棱镜、第二分光棱镜和第三分光棱镜将入射光束分为光强度相等的两束分光束。
3.根据权利要求1所述的三原色光合成实验演示装置，其特征在于：第四分光束射向第三平面镜后反射至小孔上，最后投射在桌面上。
4.根据权利要求1所述的三原色光合成实验演示装置，其特征在于：所述红滤光镜片、绿滤光镜片、蓝滤光镜片和小孔设置于同一外壳上；红滤光镜片、绿滤光镜片和蓝滤光镜片位于同一圆周上。
5.根据权利要求4所述的三原色光合成实验演示装置，其特征在于：所述外壳表面设有吸光材料。
6.根据权利要求1所述的三原色光合成实验演示装置，其特征在于：所述红滤光镜片正对设有第一可变光阑、绿滤光镜片正对设有第二可变光阑、蓝滤光镜片正对设有第三可变光阑；所述第一可变光阑、第二可变光阑和第三可变光阑位于同一圆周上。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112965260A (zh) * | 2021-02-07 | 2021-06-15 | 中山大学 | 一种基于rgb三基色的超短脉冲白光的产生方法 |
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