全影與半影

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原始設計者:彭大立

簡介:

用上面的 LED 燈組,將一個輪廓清楚的物體擋在色光的前方,擋出影子,並觀察全影與半影。


活動說明

目的

認識生活中光線不同波長產生的變化。

原理

光的三原色

所謂的色彩是因為光線有不同波長所造成的,人類肉眼對其中紅藍綠三種波長的感受特別強烈,只要適當調整這三種光線的強度,就可以讓人類感受到所有的顏色,而這三個顏色稱為光的三原色。

色光合成

在光照到物體上時,一部分光被物體反射,一部分光被物體吸收,不同物體,對不同顏色的光反射、吸收和透過的情況不同,因此呈現不同的色彩。

全影與半影

  • 全影:本影指發光體所發出光線被非透明物體阻擋後,在物體上所投射出來完全黑暗的區域。
  • 半影:半影指發光體所發出光線部分被非透明物體阻擋後,本影周圍較暗的區域。

PhET

活動:全影與半影

材料準備

  1. 紅藍綠LED各一
  2. 10 ohm電阻*2
  3. 帶開關三號電池盒*1
  4. 三號電池*2
  5. 紅色單芯線*3
  6. 黑色單芯線*3
  7. 3節快接頭*2
  8. 2節快接頭*2
  9. 紙碗*1
  10. 黑色紙帶*1
  11. 透明投影片條*1
  12. 泡棉膠
  13. 雙面膠

活動流程

製作
  1. 使用所有紅黑色單芯線以及所有快接頭,將紅藍綠LED分別與電池座並聯,並且分別在紅色LED燈與綠色LED燈前各串聯一顆10 ohm電阻。
  2. 在黑色紙帶上壓花,做出各式各樣的圖案的孔洞,並將壓出的圖案平均用雙面膠貼於透明投影片條上。
  3. 將紅藍綠LED燈分別使用泡棉膠固定於紙碗內部,並調整燈珠照射方向,使得三個光源能夠將燈光聚集於紙碗內壁上的同一處。
操作
  1. 將黑色紙帶(或透明投影片條)放在LED燈光匯集的光束前即可在碗壁內側看到彩色影子。
  2. 猜測:利用單一顏色的光,照射在物體上,觀察影子顏色?將色光增加為兩種獲三種,影子發生何種變化?
  3. 猜測:物體靠近或遠離光源,對於產生的彩色影子有什麼影響?
  4. 猜測:紅藍綠燈次序交換會發生什麼事呢?
  5. 猜測:如果三顆紅藍綠燈由並聯改為串聯,會發生什麼?
  6. 猜測:在紅色、綠色LED前加電阻的目的是?
  7. 猜測:鏤空黑色紙與透明投影片條在碗壁內側產生的彩色影子有什麼區別?


影片14:20 之前為「LED 燈組裝」
影片14:20 之後為本活動「全影與半影」

參考影片

探究問題

色光三原色是指哪三種顏色?

Ans: 紅綠藍

三色色光混合會得到什麼顏色?

Ans: 白光