光學(xué)實(shí)驗(yàn)箱

　　一、項(xiàng)目背景
　　
　　1.現(xiàn)有的光學(xué)實(shí)驗(yàn)箱都是以平行光源為中心，配合各種面鏡和透鏡進(jìn)行幾何光學(xué)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，無(wú)法滿足新教材關(guān)于色光混合和物體顏色等方面實(shí)驗(yàn)，也無(wú)法滿足探究性實(shí)驗(yàn)，急需改進(jìn)。
　　2.現(xiàn)有的驗(yàn)證性的凸透鏡成像實(shí)驗(yàn)中，用蠟燭火焰為成像的物體，既污染環(huán)境，效果又不好，需要進(jìn)一步改進(jìn)。
　　3.現(xiàn)有的小孔成像因成像亮度低，都很不理想，需要進(jìn)一步的改進(jìn)。
　　4.如何由“驗(yàn)證性”實(shí)驗(yàn)改為“探究性”實(shí)驗(yàn)，是當(dāng)前教具制作研究的熱門話題，此光學(xué)實(shí)驗(yàn)箱在探究性實(shí)驗(yàn)上提供了幾點(diǎn)理念。
　　
　　二、項(xiàng)目結(jié)構(gòu)
　　
　　光學(xué)實(shí)驗(yàn)箱主要由下列器材組成：箱體、色光源、實(shí)驗(yàn)底座、各種色彩的透明體、各種色彩的半透明體、各種色彩的不透明體、小孔成像擋光板、不同焦距和不同直徑的凸透鏡、玻璃板、不同色彩的光屏和半透光屏。
　　
　　1.色光源
　　色光源由196個(gè)高亮的發(fā)光二極管組成，發(fā)光顏色有紅、綠、藍(lán)三種色光，采用色光混合的原理得到所需要的各種色調(diào)不同的色光。每一個(gè)發(fā)光二極管的亮度和色調(diào)都通過(guò)單片機(jī)控制，所以此色光源除了提供各種色光之外。還可以構(gòu)成各種不同的圖案，在成像的實(shí)驗(yàn)中作為成像物體，實(shí)現(xiàn)了以點(diǎn)的組合去探究成像的理念。此“色光源”可以存儲(chǔ)100個(gè)圖案，供成像探究用，每個(gè)圖案的形成可以實(shí)現(xiàn)按要求隨時(shí)寫(xiě)入。關(guān)于色光源的外形圖、電子控制部分的框圖。
　　
　　2.小孔成像控制板
　　為了探究小孔成像時(shí)成像現(xiàn)象和小孔大小及形狀有何關(guān)系，筆者在一塊擋光板上設(shè)計(jì)了一個(gè)轉(zhuǎn)盤，用來(lái)改變孔的形狀和大小。
　　
　　三、科學(xué)原理
　　
　　1.色光源采用了“色光混合”的科學(xué)原理，從而得到了各種不同的色光。
　　2.探究方法采用了“控制變量”的科學(xué)方法。
　　3.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的設(shè)計(jì)采用了“由特殊到一般”的認(rèn)知規(guī)律。
　　
　　三、創(chuàng)新點(diǎn)
　　
　　1.此光學(xué)實(shí)驗(yàn)箱以色光源為中心進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，填補(bǔ)了原光學(xué)實(shí)驗(yàn)箱以平行光為中心的空白，所以能夠完成新教材中的一些光學(xué)實(shí)驗(yàn)。
　　2.色光源采用新型的發(fā)光材料，功率小、亮度高、色純度好，既節(jié)能又環(huán)保。
　　3.采用現(xiàn)代的單片機(jī)技術(shù)。使色光源的色彩變化和圖案變化快速靈活，用來(lái)滿足不同的實(shí)驗(yàn)需要。
　　4.以點(diǎn)和點(diǎn)的組合構(gòu)成成像物體去探究成像，為學(xué)生提供一種科學(xué)的探究方法，使其更容易發(fā)現(xiàn)規(guī)