小学生最爱100个小实验S001光的三原色

现象

当灯光通过红色、绿色和蓝色的玻璃纸依次投影时,由这三种颜色混合出的其他颜色出现在幕布上,当玻璃纸转动得更快时,混合出的颜色变成了白色。

解释

将红色、绿色和蓝色三种颜色的玻璃纸粘贴在透明玻璃纸上,并用白光照亮它,同时旋转盘形玻璃纸以将颜色投射在幕布(白墙)上。

如果缓慢旋转盘形玻璃纸,则红色、绿色和蓝色将依次显示,但是如果旋转速度较快,则三种颜色之间将出现黄色、品红色和青绿色,如果进一步提高速度,该颜色将消失并变为白色。

我仅有红色、绿色和蓝色三种颜色的玻璃纸,但是为什么还能看到其他颜色?

白光是由多种色光混合而成的。人眼感知颜色的器官仅对红色、绿色和蓝色这三种颜色做出反应。因此,红色、绿色和蓝色被称为光的三原色,并且仅使用这三种颜色的光就可以识别所有由三原色混合而成的光。

当红色和绿色混合时,颜色变为黄色;红色和蓝色混合时,颜色变为浅红紫色(洋红色);蓝色和绿色混合时,颜色变为浅蓝绿色(青色);当混合三种颜色时,颜色变为白色。以上称为加色混合。

另一方面,眼睛感知单元捕捉到的光线与大脑识别出光线之间的时间差很小,因此,如果光线变化很快,则较早见到的光线的残像将与接下来见到的光线重叠,加色混合在我们的大脑中产生。

所需材料

小学生最爱100个小实验S001光的三原色p1

①一张白纸(约B5)②圆规
③透明玻璃纸衬板④油性记号笔
⑤红、绿、蓝玻璃纸(15x15cm)各1张
⑥胶带⑦1根吸管
⑧1根竹签⑨LED灯1个
⑩书档1个 
其他:剪刀、裁纸刀、白墙(幕布)等

实验中使用的材料的详细信息

・油性记号笔:精细印刷/超细黑色;
・透明衬底: A4尺寸衬底、透明;
・彩色玻璃纸:3种颜色,12片;
・胶带:一次性透明强力胶带,宽6mm;
・LED灯:白光;
・竹签:18cm长,3根(备用);
・吸管:直径约6mm x 120mm;
・书挡:约13.5cm ×20厘米×10厘米。

Step 1——用圆规在白纸上画出半径7.5cm的圆,再用圆规将圆三等分,如图:

小学生最爱100个小实验S001光的三原色S1


Step 2——在①白纸上覆盖透明的玻璃纸衬板,并用记号笔描出圆圈和三等分点。用剪刀剪出圆圈,并用圆规在中央打一个洞。如图:

小学生最爱100个小实验S001光的三原色S2


Step 3——将玻璃纸放在透明的衬板上,并用记号笔照着其痕迹做出标记,用剪刀剪出两个扇形,对三种颜色执行相同的操作。如图:

小学生最爱100个小实验S001光的三原色S3


Step 4——用胶带将彩色玻璃纸粘到透明衬底表面,在背面以同样方式也粘贴一层,使颜色足够深。如图:

小学生最爱100个小实验S001光的三原色S4


Step 5——剪下两段长度约1cm的吸管;剪出两块小块的透明衬底并在中心穿小孔:

小学生最爱100个小实验S001光的三原色S5


Step 6——将长吸管粘贴在书档上端。按图的顺序将圆盘等穿过竹签。

小学生最爱100个小实验S001光的三原色S6


Step 7——竹签两端穿上小段吸管,用胶带固定,保证竹签旋转时能够带动圆盘跟着旋转。将LED灯固定在图中所示位置。

小学生最爱100个小实验S001光的三原色S7


Step 8——调暗房间,打开灯并将灯光投射在白墙上。用竹签转动圆盘,观察投射到白墙上的颜色变化。

小学生最爱100个小实验S001光的三原色S8


成功实验的技巧

・彩色玻璃纸的颜色深度因产品而异,如果太薄,请尝试堆叠三层。
・首先慢慢转动,并逐渐提高转速,否则,用肉眼很难看到中间变化的颜色。另外,如果旋转太快,墙上将立即显示为白色。

人眼如何分辨颜色?

人眼感知颜色的单元仅对红色、绿色和蓝色这三种颜色做出反应。当光线进入眼睛时,人眼都会检测红、绿和蓝光的强度并将数据发送到大脑。接收数据的大脑会计算三种颜色的比率,并判断混合后的颜色。

另一方面,油漆会吸收颜色以外的光,因此,油漆混合得越多,颜色就越暗(减色混合)。关于加色混合和减色混合,可参看这篇:颜色的混合
加法混色 减法混色

动物和昆虫对颜色的感知和人类一样吗?

人类可见的光称为可见光,范围从红色到紫色。人类看不到波长比红色长的红外光和波长比紫色短的紫外光。人类视觉感知器官对波长从紫色到红色的光做出响应,而对其他波长的光不做出响应。

小学生最爱100个小实验

与人类关系密切的狗和猫呢?除灵长类外,许多哺乳动物只有对红色和蓝色两种颜色有响应的感知器官。但是,他们可见颜色的范围几乎与人类相同。

像蜜蜂这样的昆虫具有三种类型的颜色感知器官,类似于人类,其光响应范围略有不同。

鸟类具有四种类型的颜色感知器官,它们可以响应更大的颜色范围,其中覆盖了紫外线范围,因此,有些时候,您无法想象鸟类正在寻找什么样的世界。

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