Зведення спектральних кольорів

Схема досліду

У цьому досліді учні досліджують можливість знову звести кольорове світло в біле. Окрім закріплення знань про дисперсію світла на призмі, це закладає підвалини для розуміння адитивного і субтрактивного змішування кольорів, без якого багато відомих учням техніко-оптичних явищ пояснити неможливо (кольорове телебачення, кольорові зображення, кольоровий друк тощо).

Цим дослідом доводять правильність уявлення Ісаака Ньютона про те, що біле світло складається з різних кольорів.

Принцип

Перехрестя осей і допоміжна лінія для фіксації освітлювача потрібні, щоб дістати відтворювані й якомога безпомилковіші дослідні установки. При налаштуванні пучка світла легким поворотом освітлювача за потреби потрібна допомога вчителя.

У цьому досліді свідомо відмовились від використання однощілинної діафрагми, щоб дістати яскраві й тим самим емоційно привабливі для учнів спектральні кольори. Щоб наскрізна, незаломлена частина світла через великий отвір освітлювача не заважала, отвір освітлювача прикривають збоку, наприклад половиною однощілинної діафрагми або шматком паперу. Якщо є додаткове приладдя для змішування кольорів (арт. № 09806-00), то за допомогою стулкової діафрагми, яка входить до нього, можна відповідно обмежити отвір освітлювача.

Принцип

Спостерігати повторне зведення слід в області фокальної площини комбінації лінз, бо лише там виникає враження білого кольору. За місцем зведення кольорові пучки світла знову розходяться, щоправда з протилежним порядком кольорів.

Примітка

Як збиральну лінзу можна також використати двопівкругову кювету (09810-06), заповнену водою з обох боків.

Навчальна мета

Учні мають зрозуміти принцип адитивного і субтрактивного змішування кольорів та поєднати його зі своїми знаннями про дисперсію світла.

Завдання

Досліди можливість повторного зведення білого світла, розкладеного призмою.

Для цього досліду діють загальні правила безпечного експериментування на уроках природничих наук.

Чи знав ти, що кольорове світло, якщо його змішати, знову має білий вигляд? Це явище називають адитивним змішуванням кольорів. Натомість про субтрактивне змішування кольорів говорять тоді, коли через накладання кількох кольорів один на одного виникає чорний.

Обидва явища називають також зведенням спектральних кольорів. Ці явища використовують, наприклад, щоб утворювати кольори в телебаченні; так само їх застосовують у кольоровому друці.

Досліди можливість повторного зведення білого світла, розкладеного призмою.

Додатково потрібно:

• Білий папір (DIN A4)
• Кутомір
• Лінійка (прибл. 30 см)

Стеж за тим, щоб трапецієподібне модельне тіло не змінювало свого положення під час пересування освітлювача.

Рис. 1: Накресли в лівій третині аркуша прямокутне перехрестя ліній і познач точку перетину як M. Познач вертикальну лінію на 6 см вище від M.
Відклади в точці перетину ліній M кут 28° і проведи допоміжну лінію.

Рис. 2: Поклади трапецієподібне модельне тіло (шорстким боком донизу) на вертикальну лінію між M і позначкою. Накресли обриси призми
Постав освітлювач боком з лінзою, але без діафрагми, навскіс вище від модельного тіла.

Рис. 3: Під'єднай освітлювач до блока живлення (12 В ~).

Рис. 4:Пересувай тепер освітлювач доти, доки нижня межа тіні не збігатиметься з допоміжною лінією. Поспостерігай за заломленим пучком світла, що виходить із призми, і за потреби виправ положення освітлювача обережним поворотом. Воно правильне, якщо заломлений пучок світла має повністю кольоровий вигляд і видно навіть фіолетову частину.

Рис. 5: Закрий отвір освітлювача приблизно наполовину, щоб світло виходило лише з похилої грані призми. Які кольори спостерігаються? Запиши свої спостереження в таблицю в протоколі.

рис. 6: Внеси опуклі лінзи, складені плоскими поверхнями одна до одної, у кольоровий розгорнутий заломлений пучок світла, як на рисунку 6. Поспостерігай за ходом заломленого пучка світла до і після проходження крізь комбінацію лінз та запиши свої спостереження в таблицю.

Рис. 7: Вилучи з кольорового розгорнутого пучка світла перед входом у комбінацію лінз червону частину, підставивши, наприклад, смужку паперу.
Поспостерігай за зміною зведених кольорів і запиши свої спостереження в протоколі.

Рис. 8:Повтори цю дію, але тепер вилучи перед комбінацією лінз синю частину спектра.

Вимкни блок живлення і зніми модельні тіла з паперу.

Кольори

Райдуга

Квіткове поле