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A04-135S-Y03
色光的混合综合实验箱
实验目的:
利用光的基本三原色来混成各种色光，并观察色光经过遮光物的各种变化。
实验项目：
内容
实验一、可见光谱 2
实验二、色光的混合 7
2-1什么是白色，什么是黑色。 7
2-2颜色与反射。 7
2-3颜色与透射。 7
2-4有色光的混色，加法混色。 7
2-5什么是互补色。 7
2-6颜料的混色，减法混色。 7
实验三、颜料的混合 13
实验四、遮光现象 19
实验五、试验片的现象 22
实验仪器:
实验仪器列表
编号
仪器名称
数量
编号
仪器名称
数量
1
三原色实验箱
1
2
圆孔遮光板-附磁性
1
3
三稜镜-附磁性
1
4
色板固定架-附磁性
1
5
色板(红、蓝、绿、黄、黑、白)
3
6
减法混色滤光片-附磁性(青色、洋红色、黄色)
1
7
遮光棒-附磁性
1
8
彩色试验片
1
2
实验一、可见光谱
1.目的：
了解白光不是一种颜色，而是所有色光的集合。
2.原理：
人们经由眼睛而对色光有所感知，如光的强弱、明暗及各种色彩等。由于人类肉眼有三种不同颜色的感光体，因此所见的色彩空间通常可以由三种基本色所表达，这三种颜色被称为「三原色」。而人们所观察到的物体的颜色，则跟物体所吸收及反射的色光有关。
视网膜:
视网膜在眼睛后方，含有可以回应光线的细胞。这些具特殊功能的细胞称作光受体。在视网膜中有两种光受体：杆细胞与视锥细胞。
杆细胞对光线的明暗变化、形态与移动特别敏感，并且只含有一种形态的光感色素。杆细胞对色彩的视觉并不在行。不过在黑暗房间中，我们主要使用了杆细胞，所以变得有些像「色盲」。在视网膜周边杆细胞比视锥细胞多出许多。人类的视网膜中约有一亿两千万个杆细胞
视锥细胞对光线的感应程度则不如杆细胞。不过其对三种色彩特别敏感(绿、红、蓝)。视锥细胞送出的讯号到达脑部后，这些讯息会转化为色彩的概念。不过视锥细胞只能在明亮光线下才能发挥作用。因此在阴暗的地方我们就看不清颜色了。因此视锥细胞是用来辨别色彩并视额侦测各种细节。人类视网膜大约有六百万个视锥细胞。
视网膜中有一部份没有任何光受体，这就是我们的「盲点」。因此任何影像进入这个区域时我们都看不见。
光谱，全名为光学频谱，是由一复色光通过色散系统进行分光后，依照单色光的频率
3
(或波长)的大小顺次排列形成的图案。而其中人类可以用眼睛看到的部分为可见光谱，一般实验中，利用白光通过三稜镜色散出各种色光，一般分为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色，如下图。
可见光的范围
白光传递过程经过三稜镜，因为传递的介质改变而折射，且不同频率(波长)的色光折射率皆不同，使各个色光线折射时会偏转不同的角度，便会造成色散的现象。如下图。
三稜镜的色散现象
其中黄绿色的光是阳光中最明亮部分。然而这些各种颜色的光可用更基本的三种色光所组成，分别是红、绿、蓝，称为光的三原色。
4
3.实验仪器：
可见光谱实验仪器列表
编号
仪器名称
数量
编号
仪器名称
数量
1
三原色实验箱
1
2
圆孔遮光板-附磁性
1
3
三稜镜-附磁性
1
可见光谱实验仪器对照图
4.实验步骤
○1将圆孔遮光板-附磁性以及三稜镜-附磁性依序装置三原色实验箱中。
○2分别依序个别开起红、蓝、绿、白光电源，可以在我们周遭寻找到经由三稜镜的色散现象，并依照实验纪录表格将显示出的色光以画圈记录。
(若将三稜镜-附磁性横放置实验箱中，色散现象将会投射至实验箱幕上，以便观察。)
5
5.实验记录结果
可见光谱实验纪录表(一)
灯源色\光
红
橙
黄
绿
蓝
紫
红光
○
×
×
×
×
×
蓝光
×
×
×
×
○
×
绿光
×
×
×
○
×
×
白光
○
○
○
○
○
○
白光的三稜镜色散现象
6
6.问题讨论
1.白色光经过三菱镜后，所呈现的现象为何?并试解释彩虹的颜色排序是固定的?
ANS：白光经三菱镜折射分解成七彩光谱，依序为红橙黄绿蓝靛紫，根据图
红黄绿青蓝紫
可见光的范围
我们可以得知其频率以红色为最小，也就是波长最长，经过介质时折射角最小，其他颜色的折射角度依序橙黄绿蓝靛紫，分别依序由小到大，所以我们所见到的彩虹具有固定的排序性。
2.试比较红光、蓝光、绿光与白光经过三菱镜后的差别。
ANS：由于红光、蓝光、绿光皆为单原色光，所以无法经三菱镜折射出其他色光，因为各个只存在单一色光。而白光是包含了所有的色光才可以呈现出白光，所以经过三菱镜后可以色散出各色光。
3.为什么天空会是蓝色的?
ANS：因为空中的微小粒子会散射高频率的光波。此外，像空中的云朵，因组成的水滴大小